Problema 103-9    Fonte:  Exemplo 4.1 - página 135 - SEN, P. C. -    Livro: Principles of Eletric Machines and Power Eletronics - 3ª Edição - Ed. Wiley - 2014.

Calcule o que se pede abaixo, usando os dados do problema anterior (Problema 103-8) e considerando o enrolamento como ondulado. Considere que a corrente na bobina permanece com o valor calculado no problema anterior.

a) a constante, K_a da máquina.

b) a tensão induzida de armadura, E_A, quando o rotor gira a 1.000 rpm.

c) a potência, P_m, desenvolvida pela máquina quando a corrente de armadura é 400 A.

d) a corrente nas bobinas e o torque eletromagnético desenvolvido.

Solução do Problema 103-9   

Item a

No caso do enrolamento ser ondulado o valor de a se altera, conforme a eq. 102-10, e seu valor é:

Com esses cálculos podemos calcular a constante K_a da máquina com enrolamento ondulado, usando a eq. 102-14, mostrada abaixo.

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

Item b

Para calcularmos a tensão induzida na armadura, somente o valor de K_a se altera. Logo, para calcular E_A, vamos usar a eq. 102-13, mostrada abaixo.

Portanto, substituindo as variáveis pelos seus respectivos valores na eq. 102-13, obtemos:

Item c

A potência no eixo da máquina é dada pela eq. 103-17, repetida abaixo.

Portanto, substituindo as variáveis pelos seus respectivos valores na eq. 103-17, obtemos:

Observe que a potência desenvolvida pela máquina não se altera com a mudança do tipo de enrolamento.

Item d

Como a corrente na bobina foi calculada no problema anterior, ou seja, I_bob = 100 A, então a corrente na armadura é:

E para calcularmos o torque desenvolvido pela máquina usamos a eq. 103-16, mostrada abaixo.

Usando, nessa equação, uma álgebra básica, encontramos:

Onde usamos o fato que ω = 2 π x n /60 = 104,72   rad/s. Note que o torque não se altera com a troca do tipo de enrolamento.