MÁQUINAS ELÉTRICAS


O funcionamento das máquinas elétricas pode ser explicado por meio de vários fundamentos: eletromecânicos, fenômenos eletromagnéticos, e estruturas elementares. Considerando os fundamentos da eletromecânica envolvendo os princípios da indução magnética e força eletromagnética, os geradores elementares, a força contraeletromotriz, a ação motora e a ação geradora, analise as afirmações abaixo. Marque a alternativa que apresenta a sequência correta. 

  1. A descoberta de Faraday foi a geração de uma diferença de potencial (ddp) em virtude do movimento relativo entre um campo magnético e um condutor de eletricidade.
  2. Quando uma máquina elétrica de corrente contínua opera como motor, uma tensão elétrica é induzida nos enrolamentos de sua armadura, sendo chamada de força contraeletromotriz.
  3. Em uma máquina elétrica em funcionamento, ocorre a ação geradora e ocorre simultaneamente a ação motora, e isto impossibilita que essa máquina possa operar como gerador ou como motor em diferentes tempos.

 

É correto o que se afirma em


3 e 2, apenas


2, apenas


2 e 1, apenas


1, apenas


3 e 1 apenas

Um motor de corrente contínua, ligação série, 16HP, suprido por tensão de 400V, operando com rendimento de 89,53% à velocidade de 800 rpm e absorvendo da fonte de alimentação sua corrente elétrica nominal de valor igual a 33,33A, possui uma carga mecânica conectada diretamente ao seu eixo de rotação. Considere que a resistência do seu enrolamento de armadura somada à resistência de seu enrolamento de  campo série é igual a 1,25Ω e que a queda de tensão no contato das escovas é de 2V,  e então, determine a força contraeletromotriz gerada e o torque entregue à carga, respectivamente, assinalando a altermativa que apresenta ambos os valores corretamente.


383,33 V e 119,4 N.m


356,34 V e 142,5 N.m


400,00 V e 1425  N.m


383,38 V e 1425  N.m


356,34 V  e 14,25 N.m

Existem quatro categorias de projeto de motores trifásicos de indução, denominadas de categorias A, B, C e D, definidas pela NEMA (National Electrical Manufacturers Association) e pela IEC (International Electrotechnical Comission) que são úteis a seleção e a aplicação desse tipo de motor elétrico. Essas categorias, dependem basicamente de aspectos construtivos das ranhuras do rotor da máquina, conforme a ilustração exibida na figura 1 e possuem as curvas características de torque versus velocidade, como as mostradas na figura 2. Informações como essas ajudam em muito a ação dos engenheiros ao especificar um motor para acionar uma carga que precisa ser movimentada. Referente a esse assunto em questão, analise as seguintes alternativas, classifique-as em verdadeiras ou falsas e depois marque a resposta correta entre as alternativas arroladas a seguir.

  1. Motores de indução de dupla gaiola, cujo rotor possuem construção de ranhura do tipo mostrada na figura 1(c), são classificados como motores de categoria B, e por essa razão,  apresentam torque de partida maior que os motores de categoria A, como mostra a figura 2.
  2. Motores de alta resistência apresentam ranhuras de rotor bastante rasa, conforme mostrada na figura 1(d), e são classificados como motores de categoria D, sendo assim apresentam torque de partida maior que os motores de categoria A, B e C.
  3. Os motores de categoria A e B apresentam diferenças em detalhes da construção de suas ranhuras de rotor (ranhuras de rotor dos de categoria B um pouco mais profunda) como se observa nas figuras 1(a) e 1(b), e por isso têm torque de partida diferentes, conforme mostrado na figura 2.
  4. A reatância dos motores de categoria B é maior que a reatância dos motores de categoria A, porque eles possuem ranhuras mais profundas [figura 1(b)], resultando em torque de partida menor para o motores de categoria B comparado o torque de partida dos motores de categoria A, como mostra a figura 2.

É correto o que se afirma apenas em


II, III e IV


II e III


II


III


I

Motores síncronos são máquinas síncronas usadas para converter potência elétrica em potência mecânica em um eixo de giro. São assim chamados porque são motores que giram na velocidade síncrona para qualquer carga que consigam acionar. A respeito deles, analise as seguintes afirmações, verificando sua veracidade. Depois marque a resposta correta entre as alternativas a seguir.

  1. Em operação, quando um motor síncrono estiver sub-excitado, a sua corrente de armadura torna-se adiantada, e se ele estiver sobre-excitado, ela torna-se atrasada, em relaçâo a tensão em seus terminais.
  2. O motor síncrono pode ser utilizado para acionar uma carga mecânica em seu eixo, e ao mesmo tempo ser utilizado para a correção de fator de potência de uma instalação elétrica.
  3. Controlando a corrente de campo de um motor síncrono em operação, controla-se a potência reativa  fornecida ou consumida pelo motor e que flui pelo sistema de elétrico, ao qual, o motor está ligado.

é correto o que se afirma apenas em


2


1


2 e 3


1 e 2


3

Uma fonte de tensão contínua, de 500 V, supre um motor de corrente contínua do tipo shunt que opera em sua condição nominal. A fonte fornece, ao motor por meio de uma rede elétrica, uma corrente de elétrica contínua de 200 A. O motor possui resistência de armadura e de campo igual a 0,5 Ω e 500 Ω respectivamente, gira com velocidade de 1750 RPM à plena carga e apresenta uma queda de 2 V nas escovas para qualquer condição de carga. Considerando as regras de arredondamento ao realizar as operações numéricas, calcule a velocidade do motor se a carga em seu eixo aumentar, provocando um aumento de 110% na potência de entrada da máquina e marque a resposta correta entre as alternativas abaixo.


1750 RPM


1800 RPM


1746 RPM


1500 RPM


1269 RPM

Motores síncronos são máquinas síncronas utilizadas para converter potência elétrica em potência mecânica girante. Dessa forma, os motores síncronos fornecem potência às cargas que basicamente são dispositivos que funcionam com velocidade constante, posto que tais motores operam somente na velocidade síncrona. A respeito de aspectos de operação desses motores, pode-se afirmar que:

  1. A velocidade do motor síncrono é constante independentemente da carga.
  2. Quando o conjugado da carga é maior do que aquele que o motor síncrono pode fornecer, ele perde o sincronismo e para de funcionar.
  3. Controlando a corrente de campo do motor síncrono controla-se a potência reativa consumida ou fornecida ao sistema elétrico, ao qual, ele está ligado.
  4. O funcionamento do motor síncrono sobreexcitado requer corrente de campo e fluxo elevados, o que causa aquecimento excessivo do rotor.
  5. O circuito de campo do motor síncrono está em maior risco de sobreaquecimento quando o motor opera com fator de potência em avanço.

É correto o que se afirma em


3 e 4, apenas


1, 2, 3, 4 e 5


1 e 2, apenas


1 e 5, apenas


2 e 5, apenas

Um motor de indução trifásico, a ser instalado em uma seção de uma unidade industrial, solicitaria uma corrente de partida maior que a instalação elétrica pode fornecer. Em função disso, seria necessário utilizar uma chave estrela-triângulo ou uma chave compensadora com autotransformador que possui um único tap de 80%, disponíveis no local, para limitar a corrente durante a partida do motor. No entanto, devido a carga acoplada ao eixo do motor, o torque de partida não pode ser menor que 60% do torque que o motor desenvolveria, se a partida fosse efetuada com ligação direta à rede de alimentação. Dentro desse contexto, avalie as alternativas disponíveis, assinalando a resposta correta.

a) Empregando a chave compensadora utilizando autotransformador com tap de 80%, o torque que o motor desenvolverá na partida será de 64% do torque desenvolvido pelo motor sob partida direta, sendo suficiente para o arranque da máquina elétrica em questão.


b) Tanto a chave compensadora quanto a chave estrela-triângulo partirá o motor, pois apresentará torque acima de 60% da torque que o motor apresentaria se partisse direto ligado à rede elétrica.


d) A solução mais mais apropriada para esse dificuldade é desistir de partir o motor para evitar danos irreversíveis às chaves: estrela-triângulo e compensadora, à instalação elétrica e ao próprio motor elétrico.


e) O uso da chave estrela-triângulo, além de ser simples, é a mais adequada solução, pois neste método de partida, o torque do motor decai apenas 33,33% do torque que o motor apresentaria se partisse direto ligado à rede de alimentação. 


c) Nem a chave estrela-triângulo nem a chave compensadora será adequada para partir o motor, pois o torque de partida em ambos os métodos de partida ficará abaixo de 60% do torque relativo à partida direta.

Um motor de corrente contínua com excitação independente, cujos valores nominais são mostrados na tabela 1, foi submetido aos diferentes carregamentos conforme dados dos ensaios apresentados na tabela 2. Tendo como base os valores medidos e apresentados na tabela 2, avalie a alternativas que se seguem, classificando-as em verdadeira ou falsas. Depois, marque a resposta correta entre as alternativas fornecidas a seguir.

  1. Para o ensaio 1, a potência de entrada do motor foi menor que 1,7 kW
  2. Durante o ensaio 2, o rendimento que o motor apresentou foi 84,49%.
  3. O valor do torque que o motor apresentou no eixo durante o ensaio 3 é maior que 24 N.m.
  4. O valor do rendimento do motor durante o ensaio 5 foi mais de 15% maior que o rendimento que o motor apresentou durante o ensaio 4.
  5. O torque que o motor apresentou no eixo durante o ensaio 3 é mais de 500% maior do que o torque apresentado durante o ensaio 4.

É correto apenas o que se afirma em


3 e 2


2


5, 4, 3, 2


4, 3, 2


1

Figura 1 - Equação da potência

Considere um sistema elétrico interligado, constituído de dois geradores síncronos G1 e G2 operando em paralelo com um barramento que é um barramento infinito, suprindo em igual proporção, potência ativa e reativa a uma carga elétrica constante. Sabendo-se que equação potência ocorre de acordo com a expressão mostrada na figura 1 e considerando que sistema não sai operação devido ao distúrbios, avalie as afirmativas que seguem e marque a resposta correta entre as alternativas arroladas.

  1. Se um operador aumentar a corrente de excitação de campo do gerador G2, a tensão gerada por esse gerador aumenta e o ângulo de carga diminui, pois não há modificação na potência ativa que o gerador fornece ao  sistema, se a potência mecânica que a turbina lhe fornece não sofre alteração.
  2. Se um operador diminuir a corrente de excitação de campo do gerador G1, mesmo assim a energia reativa fornecida pelo gerador G1 permanece a mesma, pois o sistema elétrico está interligado.
  3. Ocorrendo um distúrbio na turbina do gerador G2 que provoque a redução em 10% de potência elétrica que esse gerador fornece, a carga reduz naturalmente o seu consumo em 10% para equilibrar o sistema.
  4. O módulo da tensão no barramento e a frequência do sistema não decaem se a excitação do gerador G1 e a potência fornecida pela turbina ao gerador G2 diminuirem por se tratar de um barramento infinito.

É correto o que afirma apenas em:


1 e 2, apenas


2 e 3, apenas


1, apenas


4 e 1, apenas


3 e 4, apenas

Considere que um gerador síncrono está operando em paralelo com a rede elétrica de um sistema elétrico de potência interligado. Admita que a máquina está fornecendo potência nominal ao sistema elétrico (entregando-lhe potência ativa e reativa) e que a partir de um determinado momento, devido a um distúrbio no sistema mecânico a turbina acoplada ao gerador diminui em 10% a inserção de potência mecânica ao eixo da máquina.  Em relação ao fluxo de potência ativa entre o gerador e a rede elétrica, analise as afirmativas que se seguem:

 

A - Ao diminuir a potência mecânica inserida no eixo do gerador síncrono verifica-se uma redução da corrente de armadura da máquina

 

                                  porque

 

B - a redução da potência mecânica ao eixo da máquina resulta em um menor fornecimento de potência elétrica ao sistema elétrico de potência  

 

A respeito dessas afirmativas, assinale a resposta correta.


as duas afirmativas são verdadeiras


a primeira é verdadeira e a segunda é falsa


as duas são falsas muito embora a segunda justifique a primeira


as duas afirmativas são falsas


a primeira é falsa e a secunda verdadeira