Laboratrio de Mquinas Eltricas I

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA Laboratrio de Mquinas I 2014.1

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CARACTERSTICA DO GERADOR DE CORRENTE CONTNUA EM VAZIO

A fora eletromotriz (fem) nos geradores, dada por E=k..n, onde k a constante da mquina, o fluxo por plo e n a rotao da mquina em rpm. Se a rotao n mantida constante, a f.e.m. induzida diretamente proporcional ao fluxo. O enrolamento de campo excitado separadamente para controlar o fluxo. Como o fluxo magntico por plo aumenta com a corrente de excitao no enrolamento de campo, a fem induzida tambm aumentar com o aumento da corrente de excitao. No incio, o aumento na fem induzida na armadura quase linear com o aumento da corrente de campo. Isto verdade porque o circuito magntico est longe de sua saturao. Com a saturao do circuito magntico, inicia-se um fato importante: a fem induzida se desvia desta relao linear com o aumento da corrente de campo. Ainda possvel observar que a curva no comea na origem dos eixos. Em outras palavras, existe uma fem induzida mesmo quando no existe corrente no enrolamento de campo. Isto devido ao magnetismo residual nos plos.

Figura 1 (a) Relao entre Fora Magnetomotriz e Fluxo Magntico; (b) Relao entre Corrente de Campo e Tenso Induzida na Armadura.

A figura 1 mostra a relao existente entre os ampres-espiras do campo e o fluxo por plo. Devido ao magnetismo residual, o fluxo parte de um valor no nulo para a corrente de campo igual a zero. A primeira parte da curva praticamente uma reta, j que o ferro ainda no chegou saturao. No ponto q inicia-se o processo de saturao e a curva passa a se desviar da reta inicial, isto , a curva comea a diminuir sua inclinao at se tornar assntota reta a, indicando saturao mxima. Mantendo-se n constante, pode-se construir um grfico de E = f(If), semelhante ao mostrado na figura 1(b). Duas curvas so mostradas na figura 1(b), uma para uma rotao n1 e outra para n2 < n1. Estas curvas so similares e cada ordenada da curva inferior atenuada pelo fator n2/n1.

n

n

abac

2

1

=

A curva mostrada na figura 1(b) para n constante chamada curva da caracterstica do gerador cc em vazio.

Referncias Bibliogrficas.

[1] GURU, B. S. , HIZIROGLU, H. R. ; Electric Machinery and Transformers ; 1988. [2] FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, C.; UMANS, S. D. Mquinas Eltricas. 6 Ed. Porto Alegre:

Bookman, 2006. [3] WILDI, T. ; Electrical Machines, Drives, and Power Systems ; 4a Ed. ; 2000.

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Laboratrio de Mquinas Eltricas I

Objetivos: - Levantar a caracterstica do gerador de corrente contnua. - Observar os efeitos da saturao. - Observar os efeitos do magnetismo residual.

Procedimento:

1. Teste o retificador da bancada: verifique todos os diodos. 2. Usando um multmetro identifique os terminais de campo paralelo (F1 e F2) e os terminais de

armadura (A1 e A2) do gerador cc. 3. Conecte a mquina primria (motor de induo) ao sistema de corrente alternada (380V). Confira

as ligaes e ento acione o motor, que deve girar. Desligue-o. 4. Para o gerador de corrente contnua acoplado mecanicamente mquina primria, monte o

experimento conforme o diagrama mostrado na figura 1. Configure os reostatos para posio de resistncia mxima. Confira o circuito.

Mquina cc

A1

A2

F1

0-2A

A

La Ra

Rf

Lf

2200220 V

~

F

N

0-500VVMIT

380 Vca

w

REOSTATOS

3000Campoparalelo

F2

(CHAVE 1)BORNES 1

BORNES 2

BORNE NEUTRO (AZUL) BORNE TERRA (VERDE)

Armadura380 Vca

(CHAVE 2)

Fig. 1 Experimento para Obteno da Caracterstica do Gerador cc Vazio.

4. Acione a mquina primria (motor de induo trifsico). 5. Iniciando com corrente de campo nula (chave 2 desligada), levante a curva caracterstica corrente

de campo x tenso de armadura do gerador cc a vazio. Em Va1 anote os valores crescentes de tenso e em Va2 os valores decrescentes. No deixe a tenso de armadura ultrapassar 270 V.

If(mA) 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 380 400 420 440 460 480 Va1(V) Va2(V)

6. Desligue o motor de induo. 7. Alimente o motor de induo trifsico com freqncia de 50 Hz atravs do conversor de

frequncia (inversor trifsico) e repita o procedimento 5.

If(mA) 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 380 400 420 440 460 480 Va1(V) Va2(V)

8. Trace as curvas caractersticas para os dois ensaios realizados (grfico nico).

9. Tendo como referncia as curvas obtidas, comente sobre os seguintes assuntos: magnetismo residual e saturao magntica.