Máquina síncrona 3
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Máquina síncrona 3

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Máquina síncrona - parte 3.

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Máquina síncrona 3 Máquina síncrona 3 Presentation Transcript

  • Máquina síncrona – terceira parte Jim S. Naturesa
  • Máquina de pólos salientes
  • Máquina de pólos salientes - rotor
  • Máquina de pólos salientes - estator
  • Máquina de pólos salientes
    • As principais características do gerador síncrono de pólos salientes são:
    • Baixa rotação.
    • Relutância magnética (oposição a passagem do fluxo magnético) variável: ela apresenta baixo valor na direção do eixo direto ( eixo d ) e um alto valor na direção do eixo em quadratura ( eixo q ).
    • A reatância síncrona ( Xs ) é formada por duas componentes: a reatância de eixo direto ( Xd ) e a reatância de eixo em quadratura ( Xq ).
  • Máquina de pólos salientes
    • A corrente de armadura ( Ia ) também pode ser dividida em duas componentes: corrente de eixo direto ( Id ) e de eixo em quadratura ( Iq ).
    • Ia = Id + Iq
  • Máquina de pólos salientes
    • O modelo matemático do gerador e o seu respectivo diagrama fasorial pode ser visualizado abaixo:
  • Equações básicas
    • Pelo diagrama fasorial do gerador síncrono podemos deduzir que:
    • Ef = Vt + Ia Ra + Id jXd + Iq jXq
    • Se o valor de Ra for desconsiderado temos:
    • Ef = Vt + Id jXd + Iq jXq
    • O ângulo ψ vale:
    • ψ = Φ + δ
    • As correntes valem:
    • Id = Ia sen( ψ ) = Ia sen( Φ + δ )
    • Iq = Ia cos( ψ ) = Ia cos( Φ + δ )
  • Equações básicas
    • O ângulo de carga δ pode ser encontrado pela expressão:
    • A tensão induzida pode ser calculada por:
    • Ef = Vt cos( δ ) + IdXd
  • Equações básicas
    • As equações de potência são:
  • Curva ângulo de potência versus potência
  • Curva ângulo de potência versus potência
  • Aplicações
    • Barramento infinito
  • Aplicações
    • Paralelismo com o barramento infinito.
    • Antes de se conectar um gerador com a rede, ele precisa ter a mesma:
    • Tensão;
    • Freqüência;
    • Seqüência de fase e
    • Fase.
    • Na figura a seguir temos as seguintes definições:
    • E A , E B e E C são os fasores das tensões da rede;
    • E a , E b e E c são os fasores das tensões do gerador;
    • E Aa , E Bb e E Cc são as diferenças de tensões.
  • Aplicações
  • Aplicações
    • Podemos utilizar três lâmpadas para auxiliar no sincronismo entre os sistemas.
  • Aplicações
    • A corrente de campo (If) devem ser ajustada para que as tensões nos voltímetros (V1 e V2) sejam iguais.
    • Se a seqüência estiver correta todas as lâmpadas terão o mesmo brilho.
    • Se a freqüência não for a mesma as lâmpadas brilharão em seqüência.
  • Situações
    • (1) Tensões diferentes, mas freqüência e seqüência de fase iguais – figura a . Diferença entre as tensões V1 e V2. Correção: ajustar a corrente de campo (If).
    • (2) Freqüências diferentes, tensões e seqüência de fase iguais – figura b . As lâmpadas brilharão com a mesma intensidade, mas em seqüência. Correção: a rotação deve ser ajustada. Devemos também ajustar a corrente de campo.
  • Situações
    • (3) Seqüência de fase diferentes, mas tensão e freqüências são iguais – figura c . As lâmpadas brilharão com intensidades diferentes. Correção: trocar duas fases.
    • (4) Fases diferentes - figura d . Correção: a freqüência do gerador deve ser levemente alterada.
  • Referências
    • Flarys, F. Eletrotécnica Geral – Teoria e Exercícios Resolvidos. Editora Manole.
    • Kuznetsov, M. Fundamentals of Electrical Engineering . Peace Publishers - Moscow.
    • Nasar, S. Electric Machines and Electromechanics – Second Edition . Schaum’s Outlines.
    • Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley and Sons.
    • Yamayee, Z. & Bala Jr, J. Electromechanical Energy Devices and Power Systems . John Wiley and Sons.