MÁQUINAS ELÉTRICAS


Motores de indução de fase dividida com partida a capacitor possui dois enrolamentos. Um deles é o enrolamento principal e o outro o enrolamento auxiliar. Em série com o enrolamento auxiliar é instalado um capacitor. Com base nessa informação e de acordo com os fundamentos de motores de indução monofásicos, avalie as afirmativas que se seguem e marque a resposta correta.

  1. O enrolamento auxiliar, e consequentemente o capacitor, é desligado quando o motor atinge uma velocidade próxima de sua velocidade nominal.
  2. Devido a presença do capacitor no circuito do enrolamento auxiliar, o motor apresenta torque de partida e arranca quando uma tensão monofásica alternada é aplicada aos seus terminais.
  3. Nesse tipo de motor, o torque de partida é menor que o torque fornecido pelo motor com partida a resistência, porque devido a inserção do capacitor no enrolamento auxiliar, o ângulo entre as correntes que circulam nos dois enromentos tende a zero.

é correto o que se afirma em 


1, 2 e 3


2, apenas


2 e 3, apenas


1 e 2, apenas


3 e 1, apenas

Considere que um motor síncrono está operando suprido por uma rede elétrica de um sistema industrial. Admita que a máquina está operando na condição nominal com excitação normal. Em um determinado momento o operador do sistema aumenta a excitação da máquina em 10%. Em relação ao fluxo de potência reativa entre o motor e a rede de alimentação, analise as afirmativas que se seguem:

  1. Ao aumentar a sua corrente de excitação verifica-se uma redução na corrente de armadura do motor síncrono                                                                                               porque
  2. o aumento de sua corrente de excitação provoca um fornecimento de potência reativa do sistema elétrico para dentro do motor síncrono

A respeito dessas afirmativas, assinale a resposta correta.


As duas afirmativa são verdadeiras


As duas afirmativas são verdadeiras muito embora a segunda não justifique a primeira


A primeira afirmativa é verdadeira e a segunda é falsa


As duas afirmativa são falsas


A primeira afirmativa é falsa e a segunda é verdadeira

De acordo com Kosow (2005), em seu livro Máquinas elétricas e transformdores, a fem induzida no rotor de um motor de indução de rotor bobinado pode ser coletada dos anéis do circuito do rotor, e, se o motor de rotor bobinado é acionado a qualquer velocidade, resulta em um gerador de indução que atuará como conversor de frequência, meramente pela variação da velocidade do rotor e do seu sentido de rotação. Ainda conforme o referido autor, se o estator de uma máquina de indução é excitado a 60Hz, o acionamento do rotor no mesmo sentido (que o movimento como motor) produzirá frequências abaixo de 60Hz; e, quando acionada à velocidade síncrona no sentido oposto, a máquina gerará 120Hz, em consonância com a equação geral para a frequência de um conversor de indução,  numerada como equação 1, em qual, o sinal mais é usado quando o sentido da rotação é oposto ao campo girante do estator e o sinal menos quando o sentido é o mesmo do campo girante; e onde fconv é a frequência das tensões do conversor em Hz, fsinc é frequência síncrona do estator em Hz, Nconv é a velocidade do conversor em rpm e Nsinc é a velocidade síncrona da máquina em rpm.

                                                                                    fconv = fsinc x [1 ± (Nconv/Nsinc)]                                                                      (1)

Dessa forma, antes do advento dos inversores de frequência, os motores de indução com rotor bobinado eram utilizados em aplicações que demandavam operação com frequência variável. Um sistema possível de ser implementado, como mostra a figura 1, exemplifica essa operação.

Figura 1 - Desenho esquemático de um motor de indução de rotor bobinado acionado por um motor de corrente contínua.

Considere que nessa operação, um motor de corrente contínua acoplado à um motor de indução com rotor bobinado, 380V, 6 polos, em 60Hz, constitui-se em uma fonte de frequência variável obtida via terminais do rotor do motor de anéis. Para esse arranjo determine quais são as velocidades que o motor de corrente contínua deve girar para obter a frequência de 50Hz nos terminais do rotor. Depois, marque a resposta correta entre as alternativas que se seguem.


   200 RPM e 2200 RPM


-1000 RPM e 1000 RPM


 1000 RPM e 2200 RPM


   200 RPM e 1000 RPM


 1000 RPM e 2000 RPM

QUESTÃO

Máquinas elétricas de corrente contínua são importantes dispositivos de conversão ainda muito úteis em áreas  como robótica, acionamentos com velocidade controlada e tração elétrica entre outras aplicações. Dentro dessa perspectiva fazem parte do estudo de máquinas elétricas em cursos técnicos e de engenharia.  Assim, avalie as afirmativas a respeito da operação de máquinas de corrente contínua, Marque a resposta correta entre as alternativas apresentadas.

  1. Os motores de corrente contínua apresentam rendimento de 100% quando operam com carga nominal.
  2. Em motores de corrente contínua do tipo série, a corrente de campo varia com a corrente de carga o que faz a velocidade do motor decair significativamente com o aumento da carga.
  3. Em motores de corrente contínua do tipo shunt  fornecendo potência nominal, se a corrente de campo for aumenta pela alteração da tensão aplicada no campo, a velocidade do motor também aumenta.

 

 

É correto o que se afirma em:


Somente 1


Somente 1 e 2


Somente 3


Somente 1 e 3


Somente 2

No setor de laminação de grandes usinas siderúrgicas, o controle de velocidade dos motores de corrente contínua durante muito tempo realizou-se por meio de reostatos ligados aos enrolamentos dessas máquinas elétricas. Com o objetivo de inovar e reduzir os custos de manutenção, solicita-se a troca desse tipo de  sistema por um sistema de controle de velocidade mais eficiente e moderno. Qual destes métodos de controle de velocidade melhor se aplicam à esse caso. Assinale a resposta correta entre as alternativas abaixo.


um sistema dispondo-se de uma soft start


Um sistema usando um retificador não-controlado


Um sistema empregando circuito chopper


Um sistema utilizando inversor de frequência


Um sistema  valendo-se de controle por ângulo de fase

Figura 1. Circuito equivalente e diagrama fasorial de um gerador síncrono.

 

Esquematicamente, o circuito equivalente de um gerador síncrono por fase é mostrado na figura 1(a) e nas figuras 1(b), 1(c) e 1(d) são mostrados os diagramas fasoriais de um gerador síncrono com carga com fator de potência unitário, em atraso e em avanço, respectivamente.

A respeito desse assunto, avalie e classifique as questões que se seguem em verdadeiras ou falsas. Depois marque a resposta verdadeira entre as alternativas fornecidas.

  1. Observando os diagrama fasoriais mostrados nas figuras 1(b), 1(c) e 1(d) nota-se que a corrente de armadura está em fase com a tensão de fase da máquina quando a carga possui fator de potência unitário, está atrasada entre 0o e 90º  da mesma tensão se a carga possui fator de potência em indutivo e está adiantada entre 0o e 90º se a carga apresenta fator de potência capacitivo.
  2. Operando na condição isolada, quando se deseja obter a mesma tensão nos terminais da máquina, comparando com a situação em qual ela opera com cargas em fase ou em avanço, é necessária uma corrente de campo menor para as cargas indutivas.
  3. Para uma especificada corrente de campo e uma certa corrente de carga, a tensão nos terminais do gerador será menor com cargas indutivas e também com cargas em avanço.
  4. As três fases de um gerador síncrono são consideradas ser idênticas sob todos os aspectos, exceto em relação ao ângulo de fase, o que permite que seja usado um circuito equivalente por fase, como mostrado na figura 1(a), para esse tipo de máquina elétrica.

4, 3 e 1, apenas


3 e 4, apenas


1 e 2, apenas


2 e 3, apenas


4 e 1, apenas

A respeito de máquinas síncronas conectadas aos sistemas elétricos, avalie as afirmativas que se seguem, classifique-as em verdadeiras ou falsas e assinale a alternativa correta entre as disponíveis.

  1. (  ) A reação da armadura é consequência da circulação da corrente de carga pelo enrolamento de campo da máquina elétrica.
  2. (  ) Um barramento infinito representa as características nominais do sistema em termos de níveis de tensão e frequência.
  3. (  ) Variações na corrente de excitação tendem afetar a tensão no barramento, porém só alteram o fluxo de potência reativa.
  4. (  ) Quando o gerador síncrono alimenta cargas com fator de potência em atraso o efeito da reação da armadura é magnetizante.
  5. (  ) Em operação, uma máquina síncrona funcionando como motor ou como gerador necessita que seu enrolamento de campo seja alimentado com tensão contínua.

 

É correto o que se afirma somente em:


2, 3 e 5


2, 3, 4 e 5


2, 3 e 4


1, 2 e 3


1, 2, 3 e 4

"Em um gerador síncrono, um campo magnético é produzido no rotor. Durante o projeto do rotor, para obter esse campo magnético, pode-se optar pelo uso de um imã permanente ou de um eletroimã, obtido pela aplicação de uma corrente CC a um enrolamento desse rotor. O rotor do gerador é então acionado por uma máquina motriz primária, que produz um campo magnético girante dentro da máquina. Esse campo magnético girante induz um conjunto de tensões trifásicas nos enrolamentos de estator do gerador.

    Duas expressões comumente usadas para descrever os enrolamentos de uma máquina são enrolamentos de campo e enrolamentos de armadura. Em geral, a expressão enrolamentos de campo é aplicada aos enrolamentos que produzem o campo magnético principal da máquina e a expressão enrolamentos de armadura é aplicada aos enrolamentos nos quais é induzida a tensão principal. Nas máquinas síncronas os enrolamentos de campo estão rotor, de modo que as expressões enrolamentos de rotor e enrolamentos de campo são usadas no mesmo sentido. De modo semelhante, as expressões enrolamentos de estator e enrolamentos de armadura são também usadas no mesmo sentido.

      O rotor de um gerador síncrono é essencialemente um grande eletroimã. Os polos magnéticos do rotor podem ser construídos de duas formas: salientes ou não salientes. O termo saliente significa protuberante ou que se projeta para fora e um polo saliente é um polo magnético que se sobressai radialmente do rotor. Por outro lado, um polo não saliente é um polo magnético com os enrolamentos encaixados e nivelados com a superfície do rotor".

 

Com base nas informações retiradas ou interpretadas do texto acima retirado de Chapman (2013), analise as afirmativas que se seguem. Depois marque a resposta correta entre as alternativas que se seguem.

 

  1. Enrolamentos de campo e enrolamentos de estator são usados com o mesmo sentido.
  2. Enrolamentos de armadura e enrolamentos de rotor são usados com o mesmo sentido.
  3. Polos não salientes é o mesmo que polos lisos.
  4. O campo magnético girante produzido no interior da máquina induz um conjunto de tensões trifásicas nos enrolamentos de armadura do gerador.
  5. O rotor de um gerador síncrono não pode ser construído com imã permanente, ao contrário, deve possuir um enrolamento, no qual, deve-se aplicar uma corrente CA.

é correto o que se afirma em


apenas em 4, 3 e 1


apenas em 3, 2 e 1


apenas 4, 3, 2 e 1


apenas em 4 e 3


apenas em 4, 3, 2, 

Ao serem instalados para operar em um sistema elétrico industrial qualquer, os motores síncronos requerem um barramento tensão alternada para suprir o seu enrolamento de armadura e também um barramento de tensão contínua para excitação do seu enrolamento de campo. Normalmente o sistema de corrente contínua deve ser variável justamente para possibilitar a variação da tensão aplicada ao seu enrolamento de campo. E, em consequência da possibilidade de variação da excitação de campo, o motor síncrono possui uma característica  específica: seu fator de potência pode ser variado a vontade. Em relação à esse assunto, avalie as afirmativas que seguem, classificando-as em verdadeiras ou falsas. Depois marque a resposta correta entre as opções oferecidas.

  1. O motor síncrono pode ser utilizado para corrigir o fator de potência de uma instalação elétrica quando ele está sub-excitado.
  2. Quando motor está super-excitado, a corrente que o motor solicita rede elétrica está em avanço, ou seja: adiantada.
  3. Quando motor síncrono está sub-excitado, o seu fator de potência é atrasado.
  4. Com excitação normal, o fator do motor síncrono é unitário.

É correto apenas o que se afirma em 


4, 3 e 2


4, 3 e 1


3, 2 e 1


4 e 3


4, 2 e 1

A respeito de máquinas síncronas conectadas a sistemas elétricos, avalie as afirmativas que se seguem, classifique-as em verdadeiras ou falsas e assinale a alternativa correta entre as disponíveis. 

  1. (  ) A reação da armadura é consequência da circulação da corrente de carga pelo enrolamento de campo da máquina elétrica.
  2. (  ) Um barramento infinito representa as características nominais do sistema em termos de níveis de tensão e frequência.
  3. (  ) Variações na corrente de excitação tendem afetar a tensão no barramento, porém só alteram o fluxo de potência reativa.
  4. (  ) Quando o gerador síncrono alimenta cargas com fator de potência em atraso o efeito da reação da armadura é magnetizante.
  5. (  ) Em operação, uma máquina síncrona funcionando como motor ou como gerador, normalmente necessita que seu enrolamento de campo seja alimentado com tensão contínua.

 

É correto o que se afirma somente em:


2, 3 e 4


4 e 5


3, 4 e 5


1, 2 e 3


2, 3 e 5