MÁQUINAS ELÉTRICAS


Máquinas elétricas girantes são dispositivos de conversão eletromecânica de energia que podem operar como motores ou como geradores. Estes dispositivos possuem uma parte fixa chamada de estator e uma parte móvel chamada de rotor. Normalmente possuem dois enrolamentos: o enrolamento da armadura e o enrolamento de campo. Essas máquinas elétricas são divididas em três tipos básicos: máquinas de corrente contínua e máquinas de corrente alternada que se subdividem em máquinas síncronas e máquinas assíncronas - também conhecidas como máquinas de indução. 

Considerando as máquinas elétricas, analise as afirmações a seguir,  marque a resposta correta entre as alternativas apresentadas. 

 

(1) O enrolamento de  campo das máquinas de corrente contínua é construído no estator.

(2) O enrolamento de armadura das máquinas de corrente alternada são construídos parte no estator e parte no rotor.

(3) Os enrolamentos de campo tanto das máquinas de corrente contínua quanto das máquinas síncronas são alimentados com tensão contínua.

(4) Os dois enrolamentos da máquina de indução são alimentados com tensão alternada embora neste caso a alimentação do enrolamento do rotor ocorra por indução.

 

É correto apenas o que se afirma em:

 


3 e 4


2 e 4


1, 2 e 4


1, 3 e 4


1 e 2

As máquinas de corrente contínua convencionais possuem dois enrolamentos principais: o enrolamento de armadura e o enrolamento de campo. O enrolamento de armadura é definindo como sendo o enrolamento, sobre o qual, a tensão é induzida e o enrolamento de campo é definido como sendo o enrolamento que gera a força magnetomotriz que produz o fluxo magnético principal para a máquina funcionar, de acordo com Chapman (2013). A respeito desses enrolamentos, em uma máquina normal e tradicional,  avalie as questões que se seguem, classificando-as em verdadeiras ou falsas e depois marque a resposta correta entre as alternativas fornecidas.

  1. o enrolamento de campo se encontra no estator (parte fixa da máquina).
  2. o enrolamento de armadura se encontra no rotor (parte móvel da máquina).
  3. internamente o enrolamento de armadura é percorrido por corrente alternada.
  4. internamente o enrolamento de campo é percorrido por corrente contínua.

é correto o que se afirma em


apenas 4, 2 e 1


apenas 4, 3 e 1


4, 3, 2 e 1


apenas 2 e 1


apenas 3, 2 e 1

Um motor elétrico de corrente contínua do tipo série apresenta resistência de armadura igual a 0,2 Ω e resistência de campo de 0,02 Ω. Para uma determinada condição de operação o motor gera uma força contraeletromotriz de 450 V, quando energizado por uma fonte de corrente contínua de 500 V. 

Para essa condição de operação, determine a corrente que o motor absorve por meio do enrolamento da armadura  e marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis.


100,00 A


227,27 A


150,34 A


250,00 A


2500 A

A conversão eletromecânica de energia ocorre por máquinas elétricas girantes. Essas máquinas são classificadas em máquinas síncronas, máquinas assíncronas e máquinas de corrente contínua. Considerando aspectos construtivos e de operação de motores de corrente contínua, avalie as afirmativas que se seguem. Marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis.

 

 I.  O enrolamento de armadura é construído no rotor em motores de corrente contínua.

II. Em motores do tipo série tanto o enrolamento da armadura quanto o enrolamento de campo são construídos no rotor.

III. Tanto no motor shunt como no motor do tipo composto, o enrolamento de campo principal deve ser conectado em série com o enrolamento da armadura para diminuir as perdas elétricas durante o seu funcionamento.

IV. motores de corrente contínua do tipo shunt são adequados para tração elétrica, pois sua velocidade é praticamente constante.

 

É correto o que se afirma em:


Somente I , III e IV


Somente I


Somente I e III


Somente  I e II


Somente III e IV

Considere um motor de corrente contínua shunt que esteja acionando uma carga mecânica acoplada em seu eixo. Admita que o motor seja alimentado por uma fonte de tensão contínua de 500 V pelos seus terminais, gerando uma força contraeletromotriz de 480V. Sabendo que motor possui resistência de armadura de 0,1 Ohm. Calcule a variação que ocorrerá na corrente de armadura se uma carga adicional faz o motor perder velocidade e a força contraeletromotriz cair para 475 V. Depois marque a resposta correta entre as alternativas correntes.


25%


50%


20%


30%


15%

O conjugado produzido pelo enrolamento de armadura de uma máquina de corrente contínua depende do fluxo magnético de dispersão em seu interior, da velocidade mecânica de seu rotor e de uma constante que independe de aspectos construtivos da máquina

enquanto que

a tensão induzida sobre o enrolamento de armadura de uma máquina cc, além do fluxo magnético em seu entreferro, depende da corrente que circula em seu enrolamento de armadura e de uma constante que independe de suas características construtivas.

 

Analise as afirmativa apresentadas e marque a resposta correta entre as alternativas dadas.


as duas asserções são verdadeiras e se complementam.


as duas afirmações são falsas.


a primeira afirmativa é falsa e a segunda é verdadeira.


as duas afirmações são verdadeiras.


a primeira afirmativa é verdadeira e a segunda é falsa.

O escorregamento de um motor de indução trifásico de quatro pólos, alimentado por uma fonte de tensão alternada de 60 Hz, é de 1%. Esse motor é acoplado a um gerador síncrono (gerador 1) de 6 polos, em uma das pontas do eixo e a um gerador síncrono (gerador 2) de 2 polos, na outra ponta do seu eixo. Analisando esse arranjo, avalie as afirmativas que seguem, classifique-as em verdadeiras ou falsas e depois marque a resposta correta entre as alternativas fornecidas. 

  1. A frequência das tensões geradas pelo gerador 1 é menor que 60 Hz
  2. A frequência das tensões geradas pelo gerador 2 é maior que 100 Hz
  3. Estes dois gerador não podem ser colocados para operar em paralelo se acionados dentro desse arranjo

é correto o que se afirma em


2 e 3, apenas


1 e 2, apenas


3, apenas


1 e 3, apenas


1, 2 e 3

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 - motor de indução de rotor bobinado acionado por um motor de corrente contínua.

Ratificando o que diz Kosow (2005), o valor da fem induzida no rotor do conversor de frequência é meramente uma função da velocidade relativa do rotor em relação ao fluxo do estator (como o é a frequência produzida). Então, considere que o valor eficaz da tensão de circuito aberto do rotor é igual a 220V, quando parado, e determine qual é o valor eficaz da tensão do rotor com a máquina operando na frequência de 50Hz. Depois marque a resposta correta entre as alternativas que se seguem.


220,00V


380,00V


183,33V


127,28V


256,87V

A potência de saída no eixo de um motor de indução trifásico de 4 polos, operando em sua condição nominal sendo suprido com tensões em 60 Hz, é igual a 100 kW. As perdas por atrito e ventilação são de 1000 W, as perdas em seu núcleo de ferro são de 4500 W e as perdas nos enrolamentos do estator e rotor juntas são iguais a 4000 W.  Desprezando as perdas adicionais sob carga, determine o rendimento do motor e marque a resposta correto entre as opções abaixo. 


91,22


91,32


91,12


91,42


91,02

Os motores de indução monofásicos não apresentam torque de partida inerente e dessa forma precisam do emprego de alguma técnica para tenham torque de partida e possam arrancar quando suprido por uma fonte de tensão alternada. Por conseguinte, os motores de indução monofásicos são classificados  de acordo com os métodos utilizados para que eles tenham torque de partida a partir da utilzação dessas técnicas. Referente a esse asunto, podemos afirmar corretamente que as técnicas são:


Rotor bobinado, campos girantes e imãs permanentes


Fluxo magnético estático, motor universal, partida com chave estrela triângulo


Enrolamento único, torque externo e chave centrífuga


Enrolamentos amortecedores, enrolamento de interpolo e enrolamentos de compensação


Enrolamento de fase dividida, enrolamentos com capacitores e polos ranhurados