Ficha 01 · Princípios e tipos

Parte I · Princípios

Exercício 1 · Velocidade síncrona (10 pts)

Calcula a velocidade síncrona de um motor com:

a) 2 pólos, 50 Hz. b) 4 pólos, 50 Hz. c) 6 pólos, 60 Hz (rede americana). d) Que velocidade real esperarias num motor de 4 pólos com escorregamento de 4%?

Exercício 2 · Conceitos (10 pts)

Explica brevemente:

a) Porque é que um motor de indução é "assíncrono"? b) O que é o "escorregamento" (s) e qual a sua ordem de grandeza típica? c) Pode o rotor atingir a velocidade síncrona? Justifica.

Parte II · Motor assíncrono trifásico

Exercício 3 · Estrela vs triângulo (15 pts)

Tens um motor com a seguinte chapa:

P: 5,5 kW
U: 400/690 V Δ/Y
I: 10,8/6,2 A
cos φ: 0,84
n: 1450 rpm

a) A que tensão se liga em triângulo? E em estrela? b) Numa rede 400 V trifásica, como o ligas? c) Numa rede 690 V trifásica (industrial), como o ligas? d) Quanto consome o motor em carga nominal numa rede 400 V?

Exercício 4 · Cálculos práticos (15 pts)

Motor trifásico industrial: - P = 11 kW - U = 400 V - cos φ = 0,85 - η = 90%

Calcula:

a) Corrente nominal absorvida (I_n). b) Disjuntor magnetotérmico adequado (calibre). c) Relé térmico (gama de regulação). d) Secção do cabo de alimentação (consultar tabela RTIEBT — assume cabo XLPE em conduta isolada com 3 condutores carregados, 30 °C ambiente). e) Pico de corrente esperado no arranque directo.

Parte III · Motor monofásico

Exercício 5 · Princípio (10 pts)

a) Porque é que um motor monofásico não arranca sozinho? b) Quais são os 3 métodos para resolver este problema? c) Em motores domésticos, qual é o componente mais comum responsável por "criar" o segundo campo?

Parte IV · Motor DC e variantes

Exercício 6 · Tipos de motor DC (10 pts)

Distingue brevemente:

a) Motor DC com excitação série. b) Motor DC com excitação paralelo (shunt). c) BLDC (brushless DC). d) Servomotor. e) Motor passo-a-passo.

Exercício 7 · Aplicação (15 pts)

Para cada aplicação, indica o tipo de motor mais adequado e justifica brevemente:

a) Ventilador de casa-banho. b) Bomba de água residencial 1,5 kW. c) Bomba industrial 15 kW. d) Eixo de máquina CNC com precisão 0,01 mm. e) Ventoinha de processador de computador.

Parte V · Conceito avançado

Exercício 8 · Curva binário-velocidade (15 pts)

A curva binário-velocidade de um motor assíncrono trifásico tem forma característica:

• Binário de arranque (em paragem) — moderado.
• Binário máximo (em ~80% da velocidade síncrona).
• Binário nominal (à velocidade nominal).
• Zero binário à velocidade síncrona.

a) Que zona da curva representa o funcionamento normal? b) O que acontece se a carga aumentar acima do binário máximo? c) Em motores arrancados com VFD, qual a vantagem em controlar a frequência durante o arranque?