03 Maq Sincrona tarde

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IFPA Prof. Lucas Nascimento

Técnico em Eletroeletrônica

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Resumo

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Resumo

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Resumo

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Resumo

O transformador aproveita das leis do eletromagnetismo para

transformar uma corrente alternada em fluxo magnético

variável que, por sua vez gera uma tensão induzida em

outra bobina permitindo gerar uma tensão diferente da

original.

Figura 4

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RESUMO

Figura 5

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RESUMO

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RESUMO

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RESUMO

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Máquina Síncrona

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Máquinas Síncronas

● Enrolamento de armadura fica no estator ● Enrolamento de campo no rotor

● Gira sempre à velocidade síncrona

● Muito usado em geradores ou fonte de potência reativa

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Máquinas Síncronas

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Máquinas Síncronas

Velocidade Síncrona

A velocidade síncrona de um motor síncrono é dada pela fórmula:

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Máquinas Síncronas

Construção básica de um motor/gerador síncrono monofásico de 8 polos.

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Exercício

Velocidade Síncrona

Considere uma máquina síncrona com 4 pólos. Se a fonte de alimentação deste motor for uma fonte de tensão 110V/50Hz, qual a velocidade de rotação deste motor?

n = 120.f = 120.50 = 1500rpm p 4

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

Da mesma forma que a máquina CC, temos a possibilidade de usar tanto como motor quanto como gerador.

Como gerador temos a equação abaixo:

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

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Exercício

Gerador Síncrono

Para um gerador síncrono, calcule a tensão gerada para um fluxo de 0,1Wb, frequência de 60Hz, K_w de 0,86 e 600 espiras.

E_f=4,44.f.Φ.N.K_w

E_f-4,44.60.0,1.600.0,86 E_f = 13746,24V

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

Paralelismo de Geradores Síncronos Um sistema confiável normalmente consiste de várias estações geradoras operando em paralelo. As

principais vantagens da operação em paralelo são: Se uma unidade de grande potência deixar de funcionar, todo o sistema também deixará de funcionar. Uma unidade, para funcionar com o rendimento máximo, deverá ser carregada até sua capacidade nominal. Várias unidades em paralelo podem ser removidas ou acrescidas de acordo com a

demanda.

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

Se há necessidade de reparo ou de uma parada geral para manutenção, as unidades menores facilitam estas operações. Quando a demanda média aumenta, instalam-se novas unidades geradoras em paralelo para acompanhar o acréscimo da demanda. Há limites físicos e

econômicos para a capacidade de uma unidade geradora única. Pelas razões acima citadas, aconselha-se a operação em paralelo.

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

Existem algumas condições necessárias para a operação em paralelo de geradores. As principais são: Cada gerador deve ter a mesma tensão nominal e a mesma regulação de tensão. As polaridades de todos os geradores ligados em paralelo devem ser tais que estejam em

oposição, isto é, mais com mais, menos com menos. As tensões geradas devem ser mais elevadas que a tensão do barramento. As

formas de ondas devem as mesmas. As freqüências devem ser iguais. Para máquinas polifásicas, a seqüência de fase da máquina que entra no sistema deve ser a mesma do barramento.

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Máquinas Síncronas

Gerador Síncrono

A excitatriz é a fonte responsável pelo fornecimento da energia para o enrolamento de campo na máquina síncrona. As tensões de

fornecimento variam de 50 a 1.500V, e as potências das excitatrizes situam-se entre 1 a 5% da potência da máquina.

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Máquinas Síncronas

Motor Síncrono

O motor síncrono não entra em funcionamento assim que conectado à rede de alimentação. Ao contrário, ele entra em processo de vibração. Vamos supor um motor síncrono com 2 pólos, 3 fases e alimentado a partir de uma rede de alimentação trifásica 380V/60Hz. As correntes no estator irão produzir um campo magnético girante que irá girar a

3600rpm. Esse campo gira tão rápido que antes que o rotor inicie o movimento de rotação, o sentido do torque desenvolvido pelo rotor já inverteu o sentido.

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Máquinas Síncronas

Motor Síncrono

O motor síncrono pode iniciar o movimento de rotação de duas formas: Utilizando uma fonte de alimentação com freqüência variável. Como um motor de indução monofásico. A Figura 29 mostra o esquema de partida do motor síncrono utilizando um inversor de freqüência. O motor parte com uma freqüência baixa, de maneira que o rotor consegue acompanhar o campo magnético girante

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Máquinas Síncronas

Motor Síncrono

Para partir o motor síncrono como um motor de indução, o enrolamento de campo não é excitado durante a partida e um enrolamento auxiliar é providenciado de modo a estabelecer um torque de partida semelhante ao que ocorre com o motor de indução monofásico. A figura abaixo

mostra o esquema de partida de um motor síncrono com um enrolamento auxiliar.

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Máquinas Síncronas

Curvas V para o motor síncrono

● O fator de potência de um motor síncrono pode ser controlado ● A corrente de campo determina o fator de potência

● A corrente de armadura é mínima para fator de potência unitário e

cresce à medida em que se gera um fator de potência menor (tanto indutivo quanto capacitivo)

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Máquinas Síncronas

Curvas V para o motor síncrono

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Máquinas Síncronas

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Fator de Potência

É a medida da eficiência do uso de sistemas de geração, transmissão e

transformação de energia.

Geradores, transformadores e linhas de transmissão fornecem potência

aparente, mas apenas a parte ativa realmente vira trabalho.

Energia reativa é a energia que é puxada e posteriormente devolvida, ou

seja, a carga puxa corrente mas parte dela não vira trabalho.

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Fator de Potência

Lembre-se que cargas indutivas tendem a atrasar a corrente em relação à

tensão. Cargas capacitivas tendem a adiantar a corrente em relação à

tensão.

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Fator de Potência

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Fator de Potência

Exemplo 1: Corrigir o fator de potência de uma instalação

elétrica cuja carga instalada é de 150 kW. Possui fator de potência atual de

0,7 e deseja corrigi-lo para 0,92.

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Fator de Potência

Exemplo 1: Corrigir o fator de potência de uma instalação elétrica cuja

carga instalada é de 50 kW. Possui fator de potência atual de 0,8

indutivo e deseja corrigi-lo para 0,92 indutivo utilizando uma máquina

síncrona. Informe a potência reativa a ser fornecida pelo motor e se a

corrente será abaixo ou acima da corrente de FP unitário.

Fator de potência atual 0,8:

P1 = 50 S1 = P1/0,8 = 62,5kVA

S

2

_{= Q}

2

_{+ P}

2

_Q

2

_=S

2

_{- P}

2

_{Q = 37,5kVAr}

Fator de potência desejado 0,92:

P2 = 500 S2 = P2/0,92 = 54,33kVA

S

2

_{= Q}

2

_{+ P}

2

_Q

2

_=S

2

_{- P}

2

_{Q = 21,25kVAr}

Q = 37,5 – 21,25 = 16,25 capacitivo. Ou seja, corrente acima.

(superexcitado)

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