Figura 1:1 Motor DC
Esta seção descreve os modelos DC que você pode usar no EasyPower bem como os os resultados dos cálculos/análises.
Favor observar o seguinte sobre os resultados de curto-circuito:
Figura 1:1 Motor DC
A característica elétrica simplificada de um motor DC pode ser descrita pela seguinte equação:
Vt = Ea + Ia * Ra
Onde,
Vt = Tensao Terminal [Terminal voltage]
Ea = Tensão induzida na armadura (antes da f.e.m.) [Induced armature voltage (back e.m.f.)]
Ia = Corrente de Armadura [Armature current]
Ra = Resistência de Armadura [Armature resistance]
Os fatores que afetam a tensão induzida na armadura são:
Partida de Motores DC [DC motor starting]: Ao partir um motor DC, sua velocidade é inicialmente zero e assim Ea é zero. Como resultado a corrente de partida é alta. A corrente de partida pode ser calculada através da equação:
Contribuição de Motores DC para o Curto-Circuito [DC motor short circuit contribution]: A velocidade é assumida estar na velocidade nominal, e assim, Ea fica próxima da tensão do sistema. A tensão terminal Vt cai próximo a zero para faltas próximas aos terminais do motor. O sinal negativo representa um fluxo de corrente saindo do motor.
A impedância Ra é usada nos cálculos para modelar o curto-circuito.
Dados do Motor: HP = 100; V = 250; Rendimento = 95%; Ra = 0.05 ohms
In [FLA] = Input kW / V = HP * 0.746 / (Rendimento * kV)
= 310 A
Corrente de Partida [Starting Current] = V / Ra
= 250 / 0.05 = 5000 A
Resistor de Partida para limitar a corrente a 4 x In [FLA]:
Rtotal = Ra + Rstart
Rtotal = V / (4 x In [FLA]) = 250 / (4 x 310) = 0.20 ohms
Rstart = 0.20 – 0.05 = 0.15 ohms
Contirbuição de Curto-Circuito para falta nos terminais:
~ 250 / 0.05 ~ 5000 A
O melhor é sempre utilizar os valores de resistência de armadura fornecidos pelo fabricante, quando disponível. No valor da resistência da armadura deve ser incluída a resistência do comutador. Na ausência de informações precisas, pode-se adotar valores. O gráfico abaixo mostra a impedância percentual calculada de alguns motores DC obtidos de uma planta.
Figura 2:2 Valores de Impedância Percentual Calculadas de amostras de Motores de 230V
Para um motor de 50 HP, 230V, rendimento de 90%, a resistência de armadura será estimada. Para este exemplo adotar uma impedância de 8%. Este valor corresponde a quanto cai a tensão na armadura e comutador a plena carga.
Vdrop = 8% de 230V = 18.4V a In [FLA].
In [FLA] = 0.746 * HP / (Rendimento * V) = 180A
Ra = Vdrop / In [FLA] = 18.4 / 180 = 0.1 Ohms
A bateria pe modelada como uma fonte de tensão em série como uma resistência (resistência interna). Isto é feito tanto para o curto-circuito como nos cálculos de fluxo de potência.
Figura 3:3 Modelo Elétrico da Bateria
Figura 4:4 Caixa de Diálogo da Bateria
| Opção | Descrição | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensão Nominal Total | Esta é a tensão nominal total da bateria com todos os elementos de uma mesma string em série. Você tem vários acumuladores conectados em série, some a tensão de cada deles. Quando você tem strings em paralelo, deixa tensão como está. | ||||||||
| Multiplicador de Carga [Charging Multiplier] | Este é multiplicador para a tensão da bateria refletindo a condição de recarga. Por exemplo, uma bateria completamente carregada pode ter um multiplicador de 1.05 e uma bateria um pouco usada poderia ter 0.95. | ||||||||
| R Total [Total R] |
Este é o valor da resistência interna de toda a string da bateria em ohms. Você pode obter o valor da resistência da bateria com o fabricante. Aqui é apresentado alguns valores típicos para baterias:
Referência: http://www.solar-electric.com/agm-battery-technology.html |
||||||||
| Corrente Nominal [Rated Amps] | A corrente nominal da bateria ou da string da bateria. A corrente nominal da bateria é determinada dividindo os Ampere-hora pelo tempo de descarga dessa bateria. Por exemplo, se voce tem uma bateria como uma capacidade de 200 Ampere-hora e um tempo de descarga de 8 horas, a corrente nominal da bateria será de 200 / 8 = 25A. |
Uma bateria chumbo-ácido de 250V tem uma capacidade de 200Ah e um tempo de descarga de 8 horas. Estimar o valor da resistência da bateria.
In [Rated Amps] = 200 / 8 = 25A.
Assumindo uma impedância (Z%) de 10% para este caso.
R Total [Total R] = V * Z% / (In [Rated Amps]) = 250 * 0.1 / 25 = 1 Ohm.
Várias células idênticas ou baterias podem ser conectadas em série, em paralelo, ou uma combinação das duas.
Se você tem a impedância em por ceto, não é necessário dividir ou adicionar valores. Você pode calcular o valor da resistência baseado na tensão nominal e da capacidade.
O gráfico abaixo mostra a caracteristica V-I aproximada para as Fotovoltáicas. Esta é uma característica não-linear e é usada para a solução de fluxo de potência. Quando a demanda de carga ultrapassa a capacidade da célula fotovoltáica, a tensão cai rapidamente.
Figura 5:1 Característica V-I das Fotovoltáicas
As características são obtidas a partir dos dados introduzidos pelo usuário na caixa de diálogo. Entre os dados importantes estão incluídos:
Para informações detalhadas sobre fotovoltáicas, veja Exemplo 3: Sistemas Fotovoltáicos [Photovoltaic System].
A NFPA 70E, Edição 2015, Anexo D.5 descreve o método de cálculo para determinar a energia incidente para equipamentos de baixa tensão DC. Este método é baseado no teorema de máxima transferência de potência similar ao Método de Ralph Lee para sistemas AC.
Iarc = 0.5 * Ibf
Ei = 0.01 * Iarc * V * t * Factor / D2
Onde,
Iarc = Corrente estimada de Arco DC e m Ampere.
Ei = Energia Incidente estimada em cal/cm2 a uma distância de trabalho D
V = Tensão DC voltage em Volts
t = Duração do Arco em segundos
D = Distância de Trabalho em cm
Factor = 1.0 para Ar Aberto [open air] e 3.0 para invólucros [box]
|