Avaliação I - Máquinas Elétricas e Transformadores II

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Avaliação I - Máquinas Elétricas e Transformadores II (EEA107) 
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Conforme aponta Chapman (2013), é bastante comum o uso de máquinas síncronas funcionando como gerador 
em centrais elétricas do tipo hídrica, a carvão, a diesel etc. de maneira a converter energia mecânica em elétrica. 
No entanto, também é comum o uso de geradores síncronos em centrais de pequeno porte e em grupos de 
geradores de emergência que são instalados em hospitais ou aeroportos que funcionam de maneira isolada. 
Sobre o funcionamento de uma máquina síncrona, assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
A 
Em geral, os rotores de polos lisos são usados para acionamentos em baixa velocidade. 
B 
O enrolamento do rotor é alimentado por uma corrente alternada, promovendo a formação de um campo 
magnético intenso na máquina. 
C 
A máquina síncrona elementar é formada por três enrolamentos no estator, defasados de 120° e um enrolamento 
no rotor alimentado em corrente contínua. 
D 
É possível termos apenas rotor de polos salientes que, em geral, é usado para acionamento em alta velocidade. 
2 
Chapman (2013) explica que na operação de um motor a regime permanente ocorre a sincronização entre a taxa 
de rotação dos campos magnéticos e a velocidade de rotação do motor. O autor afirma também ser possível 
afirmar que a taxa de rotação dos campos magnéticos é sincronizada com a frequência elétrica aplicada, o que 
torna a velocidade do motor síncrono constante e seja independente da carga. 
Sobre o circuito equivalente ao de um gerador/motor síncrono em regime permanente, assinale alternativa 
CORRETA: 
 
FONTE: CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. [Minha 
Biblioteca]. 
A 
Quando o conjugado no eixo de um motor síncrono excede o conjugado máximo, o rotor se sincroniza com o 
estator. 
B 
Uma regulação de velocidade é diferente de 0% quando a velocidade de regime permanente do motor não é 
constante desde a vazio até o conjugado máximo oferecido pelo motor. 
C 
Quando a regulação de velocidade (RV) de um motor síncrono é igual a zero é possível afirmar que a 
velocidade do motor é constante. 
D 
O conjugado máximo ocorre quando δ=0. 
3 
Camargo (2007) afirma que na análise de um circuito equivalente de um gerador síncrono de polos salientes é 
necessário considerar os elementos: a tensão interna E, a reação de armadura, a autoindutância do enrolamento 
do estator e a resistência do enrolamento do estator. Conforme o autor explica, o elemento que trata da reação 
de armadura explica o fato de que é mais fácil produzir fluxo em algumas direções do que em outras. Sobre o 
cálculo da Reação da Armadura (RA) quando a corrente de carga estiver em fase com a tensão interna ( , analise 
as sentenças a seguir: 
 
I- A reação de armadura irá enxergar a relutância do caminho magnético em quadratura com o eixo da máquina. 
 
II- O fluxo produzido pelo rotor é equivalente a 90° em relação à tensão interna. 
 
III- A relutância proporcional ao caminho magnético nessa situação é denominada de reatância de eixo direto 
Xd. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf. Acesso 
em: 4 nov. 2021. 
A 
Somente a sentença II está correta. 
B 
As sentenças II e III estão corretas. 
http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf
C 
As sentenças I e II estão corretas. 
D 
As sentenças I e III estão corretas. 
4 
Segundo Camargo (2007), a máquina síncrona elementar é formada por três enrolamentos no estator, defasados 
de 120° e um enrolamento no rotor alimentado em corrente contínua. A respeito do rotor de uma máquina 
síncrona, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O rotor pode ser liso e, em geral, é usado para acionamento a baixas velocidades. 
 
( ) O rotor pode ser de polos salientes e, usualmente, é usado para acionamento a altas velocidades. 
 
( ) Os rotores de polos lisos são empregados em turboalternadores e o número de polos é em torno de dois a 
quatro. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf. Acesso 
em: 4 nov. 2021. 
A 
F - F - V. 
B 
F - V - F. 
C 
V - F - V. 
D 
V - F - F. 
5 
http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf
Para Chapman (2013), a máquina motriz aplicada ao eixo do gerador o faz girar, sendo que o sentido do 
conjugado aplicado ao movimento pela máquina motriz é no sentido do movimento. Referente ao diagrama 
fasoral de um gerador com elevada corrente de campo e seu diagrama de campo magnético estudados na 
Unidade. Diante disso, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: 
 
I- O conjugado induzido no gerador não é um contraconjugado. 
 
PORQUE 
 
II- O conjugado produzido nessa máquina tem sentido anti-horário e tem o mesmo sentido de rotação causada 
pelo conjugado externo. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
A 
A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda é uma proposição verdadeira. 
B 
As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa da primeira. 
C 
As duas asserções são proposições falsas. 
D 
As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa da primeira. 
6 
No estudo de um gerador síncrono de 480V, 60 Hz, com quatro polos e uma reatância de eixo em quadratura de 
0,075Ω é possível comparar sua tensão gerada interna Ea a plena carga, assumindo que ele tem um rotor 
cilíndrico e de polos salientes. Com relação ao que foi exposto sobre Ea, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O cálculo de Ea independe das componentes do eixo direto da corrente Id e do eixo de quadratura Iq. 
( ) O módulo de Ea não é muito afetado pelos polos salientes, no entanto, o ângulo de Ea é bastante diferente 
com polos salientes do que sem polos salientes. 
( ) A decomposição da corrente em componentes de eixo direto e de eixo em quadratura independe da direção 
de Ea. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - F - V. 
B 
V - F - F. 
C 
F - V - F. 
D 
F - F - V. 
7 
Conforme explica Chapman (2013), o princípio básico de operação do motor síncrono é que o rotor “persegue” 
em círculo o campo magnético girante do estator, sem nunca conseguir se alinhar a ele. As equações de 
velocidade, potência e conjugado são as mesmas para geradores e motores síncronos. De acordo com o 
funcionamento de geradores síncronos ligados a um barramento infinito, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Quanto maior for o ângulo entre os dois campos, maior será o conjugado (“força que faz girar”) no rotor da 
máquina. 
 
( ) Pelo fato do motor síncrono ser diferente do gerador síncrono, as equações velocidade, potência e 
conjugado são bastante diferentes para ambos. 
 
( ) O princípio básico de operação do motor síncrono é que o rotor “persegue” em círculo o campo magnético 
girante do estator, sem nunca conseguir se alinhar a ele. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
A 
F - V - F. 
B 
F - F - V. 
C 
V - F - F. 
D 
V - F - V. 
8 
Camargo (2007) aponta que quando a potência mecânica de acionamento de um gerador é aumentada a uma 
corrente de campo constante, o novo ponto de operação do gerador passa a ser estabelecido por um ângulo de 
carga maior e, dessa maneira, maior fornecimento de potência ativa para a rede. O equilíbrio entre a potência 
mecânica de entrada e a potência elétricade saída é garantido e deve ser mantido para que a velocidade também 
se mantenha em equilíbrio. O limite da estabilidade estática da máquina síncrona em regime permanente ocorre 
quando o aumento da potência mecânica produz uma redução da potência elétrica de saída e a máquina perde 
estabilidade. Sobre o funcionamento de um gerador “sobre-excitado”, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Ele absorve potência ativa e potência reativa. 
 
II- Ele absorve potência ativa (ou gera potência ativa negativa) e fornece potência reativa. 
 
III- Ele fornece potência ativa e reativa positivas, funcionando como um “capacitor”. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf. Acesso 
em: 4 nov. 2021. 
A 
Somente a sentença III está correta. 
B 
As sentenças I e II estão corretas. 
http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf
C 
As sentenças I e III estão corretas. 
D 
As sentenças II e III estão corretas. 
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Conforme Camargo (2007), o estator, também conhecido como circuito em armadura, é a parte fixa da máquina, 
cujos enrolamentos são alimentados por um sistema de tensões alternadas trifásicas. Já o rotor, também 
denominado de circuito de campo, corresponde à parte girante, interna ao estator. Nele é montado o 
enrolamento indutor, que é percorrido por uma corrente contínua que criará um campo magnético intenso. 
Sobre a constituição do estator e do rotor, analise as sentenças a seguir: 
 
I- Existe um contato físico entre estator e rotor que impede que o rotor gire livremente no interior do estator. 
 
II- As chapas laminadas do estator têm características magnéticas de baixa permeabilidade com um caminho 
magnético de alta relutância para o fluxo. 
 
III- O estator da máquina síncrona é formado por chapas laminadas com ranhuras axiais que alojam o 
enrolamento. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf. Acesso 
em: 4 nov. 2021. 
A 
As sentenças I e II estão corretas. 
B 
Somente a sentença III está correta. 
C 
As sentenças I e III estão corretas. 
D 
http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/M%C1QUINAS%20S%CDNCRONAS.pdf
As sentenças II e III estão corretas. 
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O equilíbrio entre a potência mecânica de entrada e a potência elétrica de saída de um gerador é garantido e 
deve ser mantido para que a velocidade também se mantenha em equilíbrio, ou seja, constante. Quando a 
potência mecânica aumenta lentamente, a potência elétrica de saída também aumentará até o limite de saída do 
ângulo de carga igual a δ = π/2. Diante disso, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Quando a motor está subexcitado, ele absorve potência ativa e potência reativa. 
 
( ) Quando o gerador está subexcitado, ele fornece potência ativa e potência reativa. 
 
( ) Quando o motor está sobre-excitado ele absorve potência ativa e fornece potência reativa. 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
F - F - V. 
B 
F - V - F. 
C 
V - F - V. 
D 
V - F - F.