Ensaio em Vazio e de Rotor Bloqueado do Motor de Indução Trifásico seguindo Norma Técnica #16A

o Olá Todos eu sou Marco Aurélio e vamos para mais uma aula de conversão de energia na aula de hoje vamos falar sobre procedimentos para o ensaio em vazio e de rotor bloqueado do motor de indução trifásico Bora para aula 1 E aí [Música] e eu dividir a sala em duas partes neste primeiro vídeo vou apresentar os procedimentos e como podemos fazer os cálculos para determinação dos parâmetros em função de medições em laboratório a segunda parte vai ser justamente o ensaio em laboratório onde eu faço as medições e podemos então fazer os cálculos para compreendermos

essa aula é importante revemos dois vídeos o primeiro vídeo sobre motor de indução trifásico os seus princípios de funcionamento e o segundo vídeo sobre circuito elétrico equivalente desta mar este ensaio é justamente para determinar os parâmetros internos do circuito elétrico equivalente da marca Parecis ensaios eu vou seguir a norma brasileira ABNT NBR 17094-1 3D 2000 e essa Norma tem por base a norma do i3 s112d 2017 nós vamos fazer um procedimento aqui um pouco diferente daqueles que vemos nos livros normalmente nos livros é necessário o uso do inversor de frequência aqui vou seguir o método

quatro da Norma neste método Não há necessidade do uso de inversor de frequência mais futuramente Podemos fazer também um ensaio usando o inversor de frequência mas como dividimos esse esse ensaio dividir no teste CC ou ensaio CC neste ensaio vocês e vamos determinar a resistência do estator por fase da máquina 1 é a segunda parte vai ser o ensaio com rotor bloqueado na frequência da Rede neste ensaio vamos determinar a reatância do estator da máquina EA reatância do rotor da marca a terceira parte vai ser o ensaio em vazio com tensão nominal neste ensaio determinamos

as perdas totais em vazio perdas rotacionais mais perdas no núcleo e em função dos resultados do ensaio de rotor bloqueado conseguimos determinar a real câncer de magnetização da máquina a quarta parte vai ser um ensaio em vazio com tensão reduzida Qual é a ideia deste ensaio é eu separar as pedras do núcleo das perdas rotacionais assim que eu consigo separar as duas pernas bom então determinar em função dos outros ensaios já realizados o RC da máquina e por fim vamos realizar o ensaio em vazio com velocidade nominal o objetivo desse ensaio é determinar o R2

em condições nominais de operação Então vamos ao ensaio mais simples que é o teste CC ou o ensaio ce ce ce E aí E aí E aí E aí e nesta figura já mostra como serão as ligações temos aqui uma fonte ajustável de corrente contínua um multímetro para medir a tensão desta fonte um amperímetro e vai medir a corrente em cada uma das fases da máquina e o nosso motor no nosso caso o nosso motor está com os Bornes em aberto então nós temos acesso direto a cada uma das fases da máquina um ensaio esquecer

vamos determinar a resistência do estator da marca poderíamos por exemplo pegar um multímetro colocar na opção ohmímetro e medir direto Quanto que vale a resistência entre a Aline quanto vale a resistência entre bebê linha e quanto vale entre C senninha soma dividir por três temos uma resistência média do estator da máquina pô o Porém é sempre interessante aplicarmos uma corrente nominal circulando pelo enrolamento da marca porque aquece o fio e a resistência acaba sendo maior do que aquela medida diretamente e para tirarmos o efeito da reatância da máquina o que fazemos aplicamos então uma tensão

continua mas como não temos reatância temos que aplicar essa atenção cuidadosamente então o que fazemos aumentamos esta tensão até que circule corrente nominal circulou corrente nominal anoto atenção obtida devido tensão por corrente e tem usar resistência da fase em que estamos aplicando atenção e repetindo procedimento para as outras duas pás vamos escrever aqui bom então ver com auxílio da fonte CCE aumentamos atenção até que a corrente que circula pela fase da máquina seja a corrente nominal lembrando temos que olhar qual a corrente de fase nominal da máquina com esses três valores vamos tirar a nossa

resistência do estator vai ser a média dos três valores bom então já determinamos la resistencia do estator da marca agora vamos para os outros ensaios ensaios de rotor bloqueado e os ensaios em vazio todos esses ensaios têm as mesmas ligações os mesmos equipamentos Antes de mostrar os equipamentos e como são feitas as ligações vamos destacar Aqui a ligação em Delta do nosso motor que vamos operar lá no laboratório e esse é o nosso motor de indução com rotor de gaiola como eu sei que o motor de indução com rotor de gaiola eu olho pelos bons

da máquina essa máquina tem seis Bornes apenas outra forma de conferir é olhando o eixo da marca se não tiver anel coletor e tiver seis Bornes no estator da máquina se trata de um motor de indução com rotor de gaiola temos aqui os seis Bornes identificados então como fazemos a ligação em Delta o final da bobina com o início da outra final de uma bobina início da outra Oi e o final da bobina início da outra um de cada início vou puxar uma das fases e bom então teríamos Aqui a ligação da nossa máquina em

Delta Vamos colocar agora como ficaria a ligação com os equipamentos de medição importante todos os ensaios nós sempre medimos potência tensão corrente e velocidade como a máquina é uma máquina trifásica a gente mede tensão de linha corrente de linha potência trifásica Total EA rotação da máquina lembrando o nosso circuito é por fase mais à frente vamos lembrar deste detalhe Então temos que colocar essas grandezas estamos medindo de linha e trifásica total por fase quando formos fazer os cálculos vamos as nossas ligações [Música] e aqui seria a ligação do nosso motor beijo motor já está ligado

em Delta vou usar o método dos dois latinos bate um debate muito dois o batimento do nosso laboratório ele vai nos dar informação de potência e de tensão ele não vai nos dar informação de corrente Então vou usar um alicate amperímetro e monitorar corrente e a e b esse e veja como são essas ligações eu tenho uma fonte serrar ajustável trifásica basear b&n aphasia é o fio azul passou pelo batimetro um e entrou na fase A na fase B fio Amarelo passou pelo batimetro dois entrou na fase b e a fase se a vermelha foi

direto para fase se é o nosso. Comum então o multímetro um conectei entre a fase Azul basear e a fase vermelha fase ser o batimetro dois conectei entre a fase amarela fase b e fase vermelha a fase ser é o nosso. Comum os amperímetros eles nos dão as correntes de linha em cada uma das fases o Temer a soma dos dois nos dá a potência trifásica Total todos os ensaios vamos manter essas ligações aqui quais são as nossas referências aqui e a potência trifásica Total EA leitura do batimento um mais do batimento 21 em qual

a tensão de linha que Vamos considerar o multímetro um ele nos dá atenção ver a se o multímetro dois nos dá atenção bebê C Então vou pegar a média das duas tensões tensão de linha Veja a e b c E qual vai ser a corrente que vamos utilizar como referência e E essas são as leituras que estamos fazendo um todos os ensaios desde o bloqueado para os ensaios em vazio da marca quando necessário vamos medir também a rotação E para isso vamos fazer o uso do tacômetro e vamos relembrar aqui como é o circuito elétrico

equivalente desta marca e a ver aqui é o circuito elétrico equivalente do motor de indução ele é representado por fase Aí temos uma consideração muito importante em função da Leitura que fazemos lá mas vamos lembrar do circuito R1 resistência do estator que determinamos pelo ensaio CC X1 reatância de dispersão do estator RC resistência que representa as perdas no núcleo da marca xm reatância de magnetização da marca x 2 reatância de dispersão do rotor da máquina e R2 resistência que representa as perdas no rotor da máquina temos aqui então dividido por este pontilhado duas partes da

máquina do lado esquerdo é o estator da máquina do lado direito é o rotor da máquina no pontilhado aqui entre o estator eo rotor que a gente tem o ar que é o entreferro veja que esse circo e ele é por fase a máquina ela está ligada em Delta então a tensão de fase é igual a tensão de linha em Delta Ah então tá aqueles valores que vamos medir é direto a tensão de fase para cada um dos ensaios no Delta a corrente de fase é a corrente de linha dividido por raiz de 3 bom

Então veja as medições que temos nos ensaios são correntes de linha o resultado temos que dividir por raiz de 3 na hora que formos fazer o cálculo aqui no circuito elétrico equivalente e por fim a potência de entrada da máquina P1 qual é a potência trifásica O que é a potência trifásica é a leitura do batimento um mas batimento 2 / 3 Então os paramos que entram no circuito eles são paramos por fase e para finalizar um pouco essa parte conceitual temos que lembrar como que se dá o fluxo de potência interno nesta máquina veja

entramos com a potência P1 v1 cosseno do ângulo entre tensão e corrente perde potência elétrica no estator perde potência elétrica no núcleo da máquina só então chega no entreferro essa potência de entreferro ela é perdida no R2 da máquina e só então depois ela é convertida como a Esse estudo aqui bom se rebelou aqui bom então como ficaria o fluxo de potência no motor de indução primeiro temos a nossa potência elétrica de entrada a potência trifásica essa potência ela é perdida no cobre do estator da máquina a perda no cobre do estator para o caso

trifásico vai ser três vezes R1 módulo de 1 ao quadrado Depois temos as perdas no núcleo da máquina eu paro caso trifásico vamos ter a ver tensão é um é atenção em cima do RC Qual que é a potência em cima do RC é um ao quadrado sobre RC a potência de entrada menos essas duas perdas temos lá a potência de entreferro da máquina e essa potência é que vai ser entregue no rotor da máquina quando chega aquela potência no rotor da máquina Ainda temos as perdas no cobre do rotor da máquina é só depois

então que vamos ter a potência convertida toda a elétrica agora será convertida em potência mecânica então teremos essa potência convertida é a elétrica - todas as perdas elétricas da máquina é isso aqui que vai sustentar a potência mecânica da máquina e a potência mecânica da máquina é a potência no eixo mais as pedras rotacionais então aqui É onde temos o torque induzido da máquina a potência torque x velocidade agora Ainda temos a potência mecânica para ser perdida Qual é essa potência são as perdas rotacionais da marca É só então chegamos lá na potência no eixo

da máquina 1 e a potência no eixo é o torque no eixo que sustenta só o torque de carga na máquina por exemplo não tem nenhuma carga mecânica conectada na máquina quanto vale o torque no eixo zero existe torque induzidos existe porque tem que sustentar as perdas rotacionais então aqui é o fluxo de potência no interior do motor de vamos agora ver ensaio por ensaio e vamos ao ensaio de rodou bloquear no caso aqui vamos fazê-lo na frequência da Rede estão seguindo o método quatro da norma ABNT neste ensaio vamos manter o rotor da máquina

bloqueado como podemos fazer isso como a tensão aplicada Ela é bem baixa muita das vezes a gente consegue bloquear o que eu tô segurando o eixo com a própria mão ou então utilizando algum tipo de ferramenta alguma coisa que trave o rotor da marca qual é o procedimento do ensaio vamos aplicar uma tensão controlada aumentando essa tensão até que circule corrente nominal de linha da marca circulando a corrente vamos Anotar os valores de corrente de potência e detenção E aí bom então com rotor bloqueado aumenta a tensão aplicada até e de linha nominal e vamos

anotar a potência tem Páscoa Qual é essa potência w um mas W2 o verde linha Qual é essa tensão é a média da tensão lida por este batimetro e por este latim lembrando lá no laboratório o nosso batimetro da a leitura de tensão Platinum tá lindo atenção a p e ótimo pro dois está lendo atenção BBC pego a média dos dois é a nossa tensão de linha e qual é a corrente de linha considerada a média das três agora nessa situação vamos interpretar pelo circuito o que que o motor está enxergando a ver aqui é

o circuito elétrico equivalente da marca em azul representei a resistência do estator da máquina que já determinamos pelo teste CC essa tensão é a tensão de fase Nós lemos lá tensão de linha como a máquina cortar conectada em Bel tem saúde faz igual a tensão de linha aqui é a corrente de fase lá anotamos corrente de linha tão quanto que vai valer essa corrente aqui como a máquina está conectada em Delta é Adivinha dividido por raiz de 3 e qual é a potência de entrada aqui a potência de entrada é aquela que estamos medindo dividido

por três Então temos aqui o nosso circuito elétrico equivalente Aí temos um detalhe com o rotor bloqueado quanto que vale o s o Wesley vale um vejo o seguinte os ensaios ele sempre busco operar a máquina em alguma condição nominal neste caso a corrente que Tá circulando no estator da máquina lembra que do lado esquerdo é o estator da máquina do lado direito é o rotor da máquina então a corrente que Tá circulando É sim a corrente nominal na frequência nominal da marca então esta variável está Nas condições nominais mas aí temos um detalhe muito

importante aqui veja como o motor bloqueado a corrente que Tá circulando no rotor da máquina ela tá na frequência de 60 Hertz como vimos lá atrás essa corrente que circula não votou na máquina no seu regime nominal não é 60 Hair e a frequência elétrica do motor no regime nominal é s da frequência elétrica do trator da marca então a frequência elétrica do rotor da máquina e ela é muito baixa na verdade regime normal chega ser três quatro cinco é então esta corrente está circulando com rotor bloqueado não representa as condições nominais da marca essa

corrente é muito maior do que a corrente nominal da mano a do rotor então o R2 ele acaba que está absorvendo uma corrente muito elevada Então as perdas no R2 aqui ficam bem elevadas Este R2 se formos determinar por este ensaio ele não vai representar as condições nominais ele não tem validade na frequência da Rede E aí temos Ainda Mais um detalhe como essa tensão é muito baixa e essa corrente é levada o ramo RC e o ramo xn no caso do rotor bloqueado ruim clicar em corrente e e e esse muito baixo então a

gente pode desconsiderar esse ramo da máquina vamos fazer essa representação aqui eu coloquei o sub índice B apenas para identificar como ensaio de rotor bloqueado ver um be11b desprezei o ramo de magnetização essa parte aqui está na frequência correta 60 Hair tattoo da marca essa parte aqui não está mais aqui temos um detalhe importante o X1 está no seus paramos correr frequência e corrente e temos um dado da máquina que a categoria do motor todo o motor de indução gaiola ele tem as suas categorias explicando sobre as categorias do motor no vídeo que vai aparecer

aqui na tela e vou deixar na descrição o nosso motor que vamos operar é um motor daveli categoria n é o que diz a questão da categoria vai classificar uma máquina de alto rendimento de Alto torque no nosso caso ela relaciona X 1 x 2 dado por eu vou ser se eu determinar o X1 consigo determinar o x 2 e agora vamos olhar o nosso circuito qual é a potência de entrada neste momento uma das nossas medições conseguimos determinar a potência ou fase tensão de fase corrente de fase com esses valores de terminamos o cosseno

do ângulo E aí conseguimos determinar também o ângulo entre a tensão EA corrente no circuito aqui conseguimos determinar também quanto vale a impedância de rotor bloqueado e eu posso separar esta impedância na parte real e a parte imaginária a parte imaginária desta impedância é justamente quem o X1 + X2 Vamos separar aqui e eu tenho essa atenção tenho essa corrente o seno do ângulo determino a partir da nossa primeira equação então consigo determinar quanto vale X1 + X2 Nós temos duas equações duas econômico e conseguimos determinar então x 1 x 2 u nós conseguimos através

do ensaio de rotor bloqueado na frequência da Rede determinaram X1 e X2 da máquina porque não podemos fazer o mesmo para parte real da impedância e tirar R1 + R2 o R1 a gente já conhece então poderíamos determinar o R2 a questão é nessa situação de rotor bloqueado O R2 tá absorvendo muita perda no cobre da máquina a corrente está maior no que sua corrente nominal e o valor do R2 vai dar uma valor errado ele vai dar acima do nominal da marca outra questão que poderia surgir é a o x 2 não está operando

na condição nominal dele mas veja temos a relação entre X1 e X2 da categoria do motor na condição nominal de terminamos aqui em x 1 E aí poder É raro x 2 como vimos nessa nossa análise tendo x 1 x 2 Vamos agora para o ensaio em vazio com tensão nominal e novamente as ligações são as mesmas aqui vou deixar o nosso motor em vazio Sem carga no eixo da máquina e o que vamos fazer vamos aplicar tensão nominal na máquina e medir potência tensão e corrente bom então ele vazio aflix tensão nominal e vamos

anotar e trifásico Verde linha e e de mim como o circuito elétrico desta máquina está enxergando essa situação e em azul são os valores que já conhecemos Esse é o circuito completo da máquina Mas qual é a condição aqui em vazio a rotação da máquina é aproximadamente a velocidade 5 não tem carga no eixo Então temos o seguinte bom então S = 0 e o que ocorre nesse circuito aqui Veja se o s = 0 e esse ramo aqui tem já infinito e o circuito é aberto Então a nossa corrente e dois ela é aproximadamente

10 então eu posso abrir esse circuito aqui e qual é a potência de entrada e antes de entrarmos em detalhes da potência ativa vou destacar aqui a parte reativa desse circuito qual é a potência reativa veja gente conhece o p conheço ver conhece unir consegue determinar o cosseno do ângulo a potência reativa seria dada por e onde essa potência reativa ela está sendo consumida aqui nessa máquina em x 1 e em xm então se eu retirar a influência do X1 vai ter a potência reativa sendo consumida apenas em xm vamos escrever aqui e aqui penso

toda potência reativa neste circuito sendo entregue no xm se eu já tenho essa potência reativa em cima do xm e eu souber quanto vale essa atenção eu consigo determinar o XL eu consigo saber quanto vale essa atenção sim eu tenho a corrente tem uma queda tenho a tensão de entrada de termino é um ficaria então nós temos atenção ver um aplicada o r já conhecemos o x a conhecemos e essa corrente estamos medindo de terminamos então atenção é 110 que está justamente em cima do xm temos a potência reativa em cima do xm então quanto

vale x n e agora já conhecemos o R1 x 1 e o xm da máquina aí poderíamos pensar o seguinte vou seguir o mesmo raciocínio vou retirar a potência ativa do R1 daquela potência ativa de entrada e conseguimos determinar o RC mas aí vamos ter um erro porque a potência ativa que chega neste ponto retirando-a do R1 vamos anotar aqui eu chamei de IP vasinho a potência em vazio ela tá segurando duas perdas em RC e na sua passionais e o o pen vazio vai ser o PC zero potências no núcleo da máquina representada aqui

em RC mais perdas rotacionais e quanto que vale é essa potência em vazio e agora precisamos então separar as perdas do núcleo das Pedras rotacionais para fazermos isso vamos retirar a influência das perdas no núcleo como podemos fazer isso as pedras no lucro é proporcional a tensão aplicada Pedro Luca atenção ao quadrado sobre RC se minimizarmos ao máximo esta atenção estamos retirando a influência das Pedras no Lucas e aí as pedras em vazio passa a enxergar apenas as pedras rotacionais para isso vamos ao ensaio em vazio ou tensão reduzida Olá neste ensaio Mantendo a máquina

em vazio vamos reduzindo a tensão monitor ano potência tensão e corrente e aí vamos anotar e fazer um gráfico entre a potência e atenção e também entre a potência EA corrente o que vai acontecer se estamos reduzindo a tensão a máquina em vazio mesmo com tensão reduzida ela consegue suportar suas perdas rotacionais porém vai chegar o momento e com atenção reduzido torque nos ele fica muito fraco EA velocidade do rotor da máquina tem que diminuir consideravelmente fazendo com que a corrente aumente neste momento eu paro de reduzir a tensão vamos analisar com calma aqui bom

então vamos reduzindo a tensão Até que a corrente começa a aumentar E aí vamos tratar o gráfico da atenção pela potência e da corrente pela potenci e veja qual é a situação ensaio em vazio com pensão reduzida wtr é a tensão trifásica Total representei pelo eixo Y e a tensão de linha representei pelo eixo X tão Verde vamos partir no ponto de tensão nominal e vamos reduzir se eu estou reduzindo a tensão a corrente vai reduzindo e a potência consumida na máquina vai reduzindo vamos obter um gráfico equivalente a este ver comecei um tensão nominal

vou reduzindo a tensão EA potência vai diminuindo no que eu tô reduzindo a tensão aplicada eu tô tirando a influência das perdas no núcleo da marca mas ela continua ainda sustentando as pernas rotacionais aí temos um ponto importante com a redução da tensão a máquina operando em vazio ela ainda tem capacidade de sustentar o seu próprio rotor a chegar Um momento que quanto mais reduzo atenção eu vou enfraquecer o torque induzido na máquina e a velocidade da máquina começa a cair consideravelmente no que começa a cair a velocidade consideravelmente a corrente que estava diminuindo vai

começar aumentar E aí eu estou alterando as pedras rotacionais me diz aqui no ensaio Então a partir do momento que a corrente começa a aumentar eu paro o ensaio eu passei aqui no mesmo gráfico a corrente de linha então a corrente de linha ela vai diminuindo no que a corrente começar aumentar eu paro o ensaio e este ponto aqui vai ser justamente o ponto em que eu não tenho mais influência das Pedras núcleo e vai nos dar aqui as perdas rotacionais da máquina como ficaria o circuito nessa situação temos a nossa atenção e está sendo

aplicada tensão reduzida vai ter uma corrente reduzida e desprezei aqui o RC então Qual a potência em vazio que a máquina está enxergando agora e a potência em vazio vai ser exatamente as perdas rotacionais como consideramos ela constante então deste ensaio já determinamos direto Qual é a perda rotacional da máquina essa informação vou carregar para o ensaio com tensão nominal vamos voltar lá e do ensaio de tensão reduzida conhecemos as perdas rotacionais a potência vazio nós conhecemos conseguimos então determinar as perdas no núcleo da máquina e com as pedras um núcleo e conhecendo atenção em

cima do RC Conseguimos ver terminar aqui o RC da marca quanto ele vai Leiria e agora ver conhecemos já o RC da máquina o xm o R1 o X1 eo X2 falta apenas determinar o R2 da máquina Vamos ver isso no ensaio vazio com velocidade nominal E qual seria o procedimento deste ensaio os equipamentos são os mesmos a máquina permanecendo em vazio vamos aplicar cuidadosamente atenção na máquina até que venha velocidade nominal então aqui precisamos monitorar a velocidade o ajusta atenção até obter RPM nominal e anotamos potência tensão corrente e velocidade da máquina como essa

máquina enxerga essa situação pelo circuito elétrico equivalente e esse é o nosso circuito já determinamos todas essas variáveis e aí fica fácil perceber veja qual é a potência de entrada E aí já conhecemos PV e conseguimos determinar então quanto vale o reta com esse pé tá conseguimos determinar quanto vale essa intenção Qual o valor dela um beijo conhecemos o r o x Wii e o ver o seguimos determinaram é um com essa atenção conseguimos determinar o PC e o e m é com esses valores gente consegue determinar oe2 é com dois veja que a gente

tem a seguinte situação Qual é a impedância do rotor da máquina nessa situação e vai ser o módulo da tensão dividido pela corrente e aí conseguimos então agora isolar o R2 sobre essa Quanto que vale e como temos a medida da velocidade sabemos Quando vale o escorregamento conhecemos o z de terminamos lá o X então a gente consegue determinar o R2 da máquina só um detalhe veja que nessa situação com velocidade nominal o rotor ele tá operando na frequência elétrica nominal dele Conseguimos ver terminar essa resistência em função do que a máquina opera na sua

condição nominal neste ensaio de terminamos todos os parâmetros da máquina seguindo a norma ABNT na próxima aula vamos ao laboratório levantar todos esses dados para então poder determinar os parâmetros de forma prática e até uma próxima aula e bons estudos E aí E aí