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.

Solução do Problema 103-7   

Item a

A configuração excitação independente de um motor CC é caracterizada pelo circuito mostrado na Figura 103-07.1.

Se V_T = 128  V e E_A = 125  V, então usando a equação mostrada na figura acima podemos calcular a corrente de armadura após um trabalho algébrico na equação, ou seja:

A potência que a máquina absorve da rede de alimentação é dada por:

Para calcularmos a potência mecânica no eixo do motor vamos usar a eq. 103-17, mostrada abaixo.

Logo, substituindo as variáveis pelos seus respectivos valores, obtemos:

E para encontrarmos o valor do torque, usaremos a eq. 103-16, ou seja:

Onde usamos o fato que ω = π   n / 30. Como a tensão terminal é maior do que a tensão gerada pela armadura, esta máquina está funcionando como motor.

Item b

Para o caso V_T = 124  V e E_A = 125  V, usando a equação do item a), temos a corrente na armadura. Nesse caso, percebe-se que a máquina está operando como um gerador.

A potência que a máquina fornece à rede é dada por:

E a potência no eixo da máquina é:

E o torque que o gerador deve receber é: