LISTA 1 – MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA (1) Uma motor cc shunt, possui uma resistência na armadura de 0,25 Ω e uma queda de tensão nas escovas de 3V, recebe uma tensão aplicada de 120V. Calcule a corrente de armadura quando: (a) a velocidade produz uma FCEM de 110V para uma dada carga, (b) há uma queda de velocidade (devido à aplicação de carga) e a FCEM tem o valor de 105V, (c) Calcule a variação percentual na FCEM e na corrente de armadura. (2) Uma motor cc shunt, 120V, possui uma resistência na armadura de 0,2 Ω e uma resistência de campo 60 Ω, absorve uma corrente de linha a plena carga de 40 A. A queda de tensão nas escovas é de 3V e a velocidade a plena carga é de 1800 rpm. Calcule: (a) velocidade em situação de meia carga, (b) velocidade em sobrecarga de 125%. (3) O motor cc do exemplo anterior e carregado carregado temporariamente temporariamente com uma corrente de linha de 66 A, mas, a fim de produzir o torque necessário, o fluxo é aumentado de 12% pela redução da resistência do circuito de campo para 50 Ω. Calcule a velocidade do motor. (4) Calcule a potência desenvolvida pela armadura para as cargas dos exercícios 2 e 3. (5) Uma motor cc shunt, 120V, possui uma resistência na armadura de 0,2 Ω e uma queda de tensão nas escovas é de 2V. A corrente de armadura nominal a plena carga é de 75 A. Calcule a corrente no instante de partida e o seu percentual em relação à situação nominal. (6) Calcule os vários valores de taps de resistência de partida para limitar a corrente do motor do exercício 5 para: (a) uma carga 150% superior ao valor nominal, (b) Uma FCEM com 25% do valor da tensão com a corrente de 150% do valor nominal, (c) Uma FCEM com 50% do valor da tensão com uma corrente de partida 1,5 da corrente nominal, (d) Calcule a FCEM a plena carga sem resistência externa de partida. (7) Um motor composto cumulativo está operando como shunt e desenvolve um torque de 217,6 N.m quando a corrente de armadura é 40 A e o fluxo polar . Quando religado como motor composto cumulativo para a mesma corrente, desenvolve um torque de 258,4 N.m. Calcule: (a) o aumento de fluxo devido ao campo série em porcentagem, (b) o torque quando a carga do motor composto aumenta de 10%. (8) Um motor composto cumulativo de 10HP, 230V, 1250 rpm tem uma resistência de armadura de 0,25 Ω, um Ω, um enrolamento combinado de compensação e interpolos com 0,25 Ω e uma queda de tensão nas escovas de 5V. A resistência do campo série é 0,5 Ω e do campo shunt 230 Ω. Quando ligado como shunt, a corrente de linha na situação nominal é de 55 A e a corrente de linha a vazio de 4 A. A velocidade sem carga é de 1810 rpm absorve uma corrente de linha a plena car. Calcule: (a) a velocidade para carga nominal, (b) a potência eletromagnética à plena carga em W e em HP. (9) O motor do exercício 8 é religado como motor composto cumulativo longo. P ara carga nominal 55 A, o enrolamento composto aumenta o fluxo de 25%. Calcule: (a) a velocidade sem carga (4 A), (b) a velocidade a plena carga (55 A), (c) o torque a plena carga. (10) Considerando o exercício 8 compare a potência desenvolvida da potência de saída do motor e explique. (11) A resistência do circuito de armadura de um motor cc série de 25HP, 250V é 0,1 Ω , a queda no contato nas escovas é de 3V e a resistê ncia do campo série é 0,05Ω. Quando o motor série
absorve 85 A de corrente de armadura a uma velocidade de 600rpm. Calcule: (a) a velocidade quando Ia=100 A, (b) a velocidade quando Ia=40 A, (C) recalcule as velocidades considerando um resistor de drenagem de 0,05 Ω. (12) Calcule a regulação percentual de velocidades para os motores dos exercícios 8, 9 e 11. (13) Considerando os valores de velocidade nominal calculados e a potência desenvolvida para o exercício 8, calcule o torque desenvolvido. (14) Um motor shunt CC, tensão terminal 220 V possui uma queda de tensão nas escovas de 5 V, uma resistência na armadura de 0,02 Ω e uma corrente nominal de armadura de 40 A. Desconsidere as perdas rotacionais. Calcule: (A) a tensão gerada na armadura em plena carga, (b) a potência desenvolvida pela armadura em W, (c) a potência mecânica desenvolvida pela armadura em HP. (15) Um motor shunt CC com tensão terminal de 125 V, tem uma queda de tensão nas escovas de 2 BD, uma resistência na armadura de 0,1 Ω e uma FCEM de 118 V quando é aplicada carga nominal ao eixo da armadura. Determine: (a) A corrente para carga nominal solicitada pela armadura, (b) a queda de tensão no circuito de armadura, (C) a tensão do circuito de armadura. (16) Um motor de 10 HP possui uma resistência na armadura de 0,05 Ω , uma queda nas escovas de 4,1 V e desenvolve uma potência mecânica de 12 HP com uma corrente nominal na armadura de 80 A à 120V. Determine a FCEM . (17) Um motor shunt CC, tensão terminal 220 V tem uma velocidade de 1200 rpm, uma resistência de armadura de 0,2 Ω e uma queda de tensão nas escovas de 4 V. O motor absorve uma corrente de armadura de 20 A quando ligado a uma fonte de tensão nominal para uma dada carga. A medida que a carga mecânica é aumentada, o fluxo aumenta de 15% aumentando a corrente de armadura para 45 A. Calcule: (a) a FCEM para carga de 20 A, (b) a FCEM para carga de 45 A, (c) a velocidade para carga de 45 A. (18) Um motor shunt de 50HP, 230V, possui uma queda de tensão nas escovas de 5V e uma resistência de armadura de 0,05 Ω. A resistência do circuito de campo shunt é 115 Ω. Sem carga, o motor absorve 12 A de corrente de linha a uma velocidade de 1300 rpm Calcule: (a) a velocidade com corrente nominal, (b) a velocidade para corrente de armadura metade da nominal, (c) a regulação da velocidade, (d) a potência mecânica desenvolvida. (19) Um motor shunt tem resistência do circuito de campo shunt é 600 Ω, resistência do circuito de armadura é 0,1 Ω e queda de tensão nas escovas de 5V. os valores nominais de placa do motor são 600V, 1200rpm, 100HP e eficiência de 90%. Para estes valores calcule: (a corrente de armadura, (b) a FCEM em velocidade nominal, (c) a potência e torque desenvolvidos. (20) Considerando o exercício anterior, calcule a velocidade do motor para a metade dos HPs nominais de saída e eficiência 85%. (21) Um motor cc série de 10HP, 240V, tem uma corrente de linha de 38 A e uma velocidade de 600rpm. O circuito de armadura e série tem resistências 0,4 e 0,2 Ω, respectivamente. A queda de tensão nas escovas é de 5V. Calcule: (a) a velocidade quando a corrente cai para 20 A, (b) a velocidade a vazio quando a corrente de linha é 1 A. (22) Repita o exercício anterior considerando um resistor de drenagem de 0,2 Ω, a vazio, 50% de carga, 100% de carga e 150% de carga.
(23) Um motor cc série de 15HP, 240V, 500 rpm, desenvolve um torque de 231,2 N.m para uma corrente de 55 A na velocidade nominal. Considere a curva de saturação uma reta e calcule os torque para correntes de 40 A, 25 A, 10 A. (24) Um motor shunt CC de 10 HP, 1800 rpm, 120V possui uma resistência do circuito de armadura de 0,05 Ω e uma resistência no campo shunt de 60 Ω. A queda de tensão nas escovas é de 2V. Calcule a FCEM a plena carga. (25) Um motor cc em derivação de 20HP, 230V e 1150 rpm, equipado com um enrolamento de compensação, tem uma resistência do circuito de armadura total de 0,188 Ω. Na saída nominal, o motor solicita uma corrente da rede de 74,6 A e uma corrente de campo de 1,6 A. Calcule: (a) a velocidade quando a corrente de entrada da rede for 38,1 A, (b) velocidade em vazio, se a corrente da carga for 1,9 A, (c) determine a regulação de velocidade. (26) Um motor cc série de 250 V, 25 HP, 600 rpm, solicita uma corrente de armadura de 85 A, com torque de carga nominal de 314 N.m. A resistência do circuito de armadura é 0,12 Ω e a resistência de enrolamento de campo série é 0,09 Ω. Perdas rotacionais são desprezíveis. Calcule a velocidade do motor quando a solicitação de torque no eixo do motor é reduzida a 20 N.m. (27) Um motor derivação com 20 HP, 230V, 1150 rpm. A resistência do circuito de armadura é 0,188 Ω. Na velocidade nominal e saída nominal, a corrente de armadura é 73 A e a corrente de campo é 1,6 A. Calcule: (a) o torque eletromagnético, (b) as perdas rotacionais, (c) o rendimento e (d) a carga no eixo. (28) Um motor cc em derivação, operando com uma tensão terminal de armadura de 125 V, está funcionando com uma velocidade de 1180 rpm. Quando o motor é operado sem carga com a mesma tensão de terminal de armadura, mas com uma resistência adicional de 5 Ω em série com o campo de derivação, observa-se que a velocidade é de 1250 rpm. Calcule: (a) a resistência de campo série, (b) a velocidade resultante do motor quando a resistência em série é aumentada de 5 Ω para 15 Ω. (29) Um motor shunt CC, 120 V, resistência de armadura 0,2 Ω, resistência do campo shunt 60 Ω, absorve uma corrente a plena carga de 40 A, BD = 3 V, velocidade 1800 rpm. Calcule: (a) a velocidade em uma situação de meia carga, (b) a velocidade em uma situação de sobrecarga de 125 %. (30) Um motor shunt CC, tensão terminal 22 V possui uma queda de tensão nas escovas de 5 V, uma resistência na armadura de 0,02 Ω e uma corrente nominal de armadura de 40 A. Desconsidere as perdas rotacionais. Calcule: (A) a tensão gerada na armadura em plena carga, (b) a potência desenvolvida pela armadura em W, (c) a potência mecânica desenvolvida pela armadura em HP. (31) Um motor shunt CC com tensão terminal de 125 V, tem uma queda de tensão nas escovas de 2 BD, uma resistência na armadura de 0,1 Ω e uma FCEM (Ea) de 118 V quando é aplicada carga nominal ao eixo da armadura. Determine: (a) A corrente para carga nominal solicitada pela armadura, (b) a queda de tensão no circuito de armadura. (32) Um motor de 10 HP possui uma resistência na armadura de 0,05 Ω, uma queda nas escovas de 4,1 V e desenvolve uma potência mecânica de 12 HP com uma corrente nominal na armadura de 80 A à 120V. Determine: (a) a FCEM, (b) considerando as perdas rotacionais 30 W, determine a potência de entrada.
(33) Considere um motor cc em que o campo principal é obtido por meio de um imã permanente. Esse motor aciona uma carga de torque constante e igual a 25N.m. O motor produz um torque de 12N.m quando a corrente de armadura é 8 A. A resistência da armadura é 0,2 Ω e a tensão terminal é 200V. Determine a velocidade do motor. (34) Um motor shunt, 230V, desenvolve 30HP no eixo a 1120rpm. Se o motor tem rendimento de 87% nesta carga, determine: (a) a potência total de entrada e corrente de linha, (b) se o conjugado devido a atrito e ventilação é 7% do conjugado do eixo, calcule o conjugado desenvolvido. (35) Um motor shunt, 230V, 25KW, tem uma resistência de armadura de 0,11 Ω e a resistência de campo de 117 Ω. A vazio, e com alimentação nominal, a corrente na armadura é 6,35 A e a velocidade é 2150 rpm. A plena carga, e com tensão nominal, a corrente na armadura é 115 A. na condição de plena carga o fluxo é 6% menor que o fluxo a vazio. Qual a velocidade a plena carga?
