Um motor de indução de
e dois polos, tem um escorregamento de 5% quando está funcionando em condições de plena carga. Para essas condições, as perdas por atrito e ventilação são 700 W e as no cobre são 600 W . Encontre: O conjugado de carga
em newtons-metros
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um motor de indução com potência de 50 kW, funcionando a 460 V, 50 Hz e com dois polos. Quando está na carga plena, o escorregamento é de 5%. Além disso, as perdas por atrito e ventilação são 700 W e as perdas no cobre são 600 W. Nosso objetivo aqui é encontrar o conjugado de carga, que é basicamente o torque que o motor está exercendo para realizar o trabalho. Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos de máquinas elétricas, como escorregamento, velocidade síncrona e relações entre potência e torque.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade síncrona do motor. A velocidade síncrona (
) de um motor de indução é dada pela fórmula:
onde:
-
é a frequência (50 Hz) -
é o número de polos (2 polos)
Vamos calcular:
Passo 3
Agora, vamos determinar a velocidade real do rotor (
). Sabemos que o escorregamento (
) é de 5% ou 0,05. A relação entre a velocidade síncrona e a velocidade do rotor é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos converter a velocidade do rotor de rpm para radianos por segundo (
), porque o torque é geralmente calculado em função da velocidade angular. A conversão é feita pela fórmula:
Então:
Passo 5
Agora, precisamos calcular a potência mecânica desenvolvida pelo motor. Sabemos que as perdas totais são a soma das perdas por atrito e ventilação e das perdas no cobre:
A potência de entrada (
) é a potência fornecida ao motor, que neste caso é 50 kW ou 50000 W. A potência de saída (
) é a potência útil que o motor está fornecendo para realizar trabalho, e pode ser calculada subtraindo as perdas totais da potência de entrada:
Passo 6
Finalmente, podemos calcular o conjugado de carga (
) usando a relação entre potência, torque e velocidade angular:
Rearranjando para encontrar o torque:
Substituindo os valores:
Resposta
O conjugado de carga
é aproximadamente 163 N·m.
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