Ensaios Em Motor De Indução

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RELATÓRIO DE ENSAIO EM MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO CASTRO, Allan Acadêmico de Eng. Elétrica [email protected] FERMIANI, Rodrigo Acadêmico de Eng. Elétrica [email protected] PEREIRA, Sidnei Acadêmico de Eng. Elétrica [email protected] PIVA, Cristiano Acadêmico de Eng. Elétrica [email protected] PULGA, Vinicius Acadêmico de Eng. Elétrica [email protected] KOLZER, José Fabio Prof. da UTFPR Pato Branco Disc. Maquinas III [email protected] Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR Campus Pato Branco Via do Conhecimento, Km 1 – CEP 85503-390 – Pato Branco PR 1. INTRODUÇÃO O presente trabalho tem por objetivo fazer o levantamento experimental, através dos ensaios a vazio e de rotor bloqueado, dos dados característicos de um motor de indução trifásico para então calcular os parâmetros do circuito equivalente em ohms. Após o levantamento dos parâmetros também será realizada analise gráfica das principais curvas do motor, sendo elas Torque x Velocidade, Rendimento x Velocidade, Fator de Potencia x Velocidade e Corrente de entrada x Velocidade. Figura 1: Medição da Resistência de Fase. Rmedido = 2. DESENVOLVIMENTO PRÁTICO Seguem abaixo os resultados obtidos nas medições em cada etapa dos ensaios realizadas: Rfase = 2.1 DADOS DO MOTOR Os seguintes dados foram obtidos do 2 Rfase * Rfase 2 Rfase = 2 Rfase + Rfase 3 3 3 Rmedido = 10,87 = 16,31Ω 2 2 Como a medida foi realizada entre terminais das fases L1 e L2 com o motor ligado em triangulo, e desejamos obter a resistência do estator para o modelo equivalente em estrela precisamos converter esta resistência. Para isto aplicamos as relações de conversão Triangulo / Estrela, como segue: motor: 4 pólos; 220V; 60Hz; Rotor bobinado; Ligado em ∆.
,   2.2 RESISTENCIA DE ESTATOR A resistência foi medida com uso de um miliohmimetro calibrado. O valor medido entre os terminais de fase L1 e L2 foi de 10,87Ω. Como o motor estava ligado em triangulo a resistência de fase em triangulo é:
, ∆ 16,305   5,435Ω 3 3 2.3 ENSAIO A VAZIO Para o ensaio a vazio foi realizado as medições seguindo o esquema de ligações da figura 2: Figura 2: Medição no Ensaio a Vazio. Junho de 2010 1 3. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO De posse das medidas realizadas foi possível calcular as perdas rotacionais, bem como o valor dos parâmetros do circuito equivalente do motor, como segue abaixo: No ensaio a vazio aplica-se a tensão nominal e mede-se a corrente no enrolamento do estator a fim de se determinar as perdas rotacionas, que incluem as perdas por atrito, as perdas por ventilação e as perdas no núcleo. Como o motor esta a vazio o escorregamento tende a 0 fazendo a resistência R2 tender ao infinito e assim a corrente I2 é muito pequena. Segundo FITZGERALD, a vazio a corrente de rotor é apenas a mínima necessária para produzir conjugado suficiente para superar as perdas por atrito e ventilação, associadas a rotação [1]. A corrente I1 é então a corrente necessária para alimentar as perdas rotacionais e as perdas no enrolamento do estator. Como o valor da resistência R1 do estator já foi medida é então possível calcular o valor das perdas rotacionais descontando as perdas no estator da potencia total a vazio Pvz. 3.1 PERDAS ROTACIONAIS Pr ot = Pvz − n fases .I 12,vz .R1 Pvz = potência total a vazio n fases .I 12,vz .R1 = perdas no estator Pr ot = potencia das perdas rotacionais, que incluem perdas por atrito, perdas por ventilação e perdas no núcleo. Pr ot = 60 − 3.0,9 2.5,435 = 46,793W Valores Medidos: Vlinha=220V Vfase=127V I1,vz=0,9A Pvz=60W 3.2 CIRCUITO EQUIVALENTE Para o ensaio a vazio temos I2 muito pequeno e podemos simplificar o circuito equivalente da forma mostrada na figura 4. 2.4 ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO No ensaio de rotor bloqueado o rotor é mecanicamente fixado, de modo a tornar o escorregamento máximo, ou seja, s=1. Variamos a tensão aplicada ao enrolamento do estator até obtermos a corrente nominal. Não podemos aplicar mais corrente do que a nominal para não danificar o enrolamento. Conforme diz FITZGERALD, o ensaio de rotor bloqueado fornece informações sobre as impedâncias de dispersão [1]. A figura 3, mostra o esquema de medição. Figura 4: Circuito a vazio simplificado. Assim temos: Zvz = Rvz + jXvz Zvz = R1 + j ( X 1 + Xm) Xvz = X 1 + Xm Figura 3: Medição no Ensaio com rotor Bloqueado. A potencia aparente fornecida para o Com o rotor bloqueado o escorregamento é unitário s=1 e portanto a resistência do rotor é o próprio R2. Valores medidos: Vbl,linha=57V Ibl=1,592A Pbl=85W motor a vazio é Como: S = Então: Observa-se que como o motor é de baixa potencia (menos de 25HP) o efeito da frequencia sobre as impedâncias foi desprezado e foi usado a freqüência nominal 60Hz. Junho de 2010 Svz = 3.Vvz.Ivz Qvz = Svz 2 − Pvz 2 (1) E também 2 P2 + Q2 Qvz = 3.Ivz 2 . Xvz (2) Igualando (1) e (2), temos: Xvz = Xvz = Svz − Pvz 3.Ivz 2 Qvz = 3.Ivz 2 Se considerarmos que na pratica R2<<