Problema 103-7    Fonte:   Exemplo 9-1 - página 405 - FITZGERALD, A. E. -    Livro: Eletric Machinery - 5ª Edição - Ed. McGraw-Hill - 1990.

Um máquina CC na configuração excitação independente possui uma potência de 125 kW em uma tensão de 125  V e opera a uma velocidade constante de 3.000  rpm com uma corrente de campo constante, tal que a tensão de armadura em circuito aberto é igual a 125  V. A resistência de armadura é igual a 0,02  Ω. Encontre a corrente de armadura, a potência absorvida pela máquina da rede de alimentação, a potência mecânica e o torque, quando:

a) a tensão terminal, V_T = 128  V.

b) a tensão terminal, V_T = 124  V.

Solution of the Problem 103-7   

Item a

The independent excitation configuration of a DC motor is characterized by the circuit shown in Figure 103-07.1.

If V_T = 128  V and E_A = 125  V, then using the equation shown in the figure above we can calculate the armature current after algebraic work on the equation, that is:

The power that the machine absorbs from the supply network is given by:

To calculate the mechanical power on the motor shaft we will use the eq. 103-17 shown below.

So, replacing the variables by their respective values, we get:

And to find the value of the torque, we will use the eq. 103-16, that is:

Where do we use the fact that ω = π   n / 30. As the terminal voltage is greater than the voltage generated by the armature, this machine is working as a motor.

Item b

For the case V_T = 124  V and E_A = 125  V, using the equation from item a), we have the armature current. In this case, it is clear that the machine is operating as a generator.

The power that the machine supplies to the network is given by:

And the power on the machine shaft is:

And the torque that the generator must receive is: