Máquinas Elétricas

Prévia do material em texto

Máquinas Elétricas
 
 
Data: 06/08/2022
Aluno (a): Jackson David Soares dos Santos
Avaliação Pratica 
INSTRUÇÕES:
· Esta Avaliação contém 1 (uma) questão, totalizando 10 (dez) pontos;
· Baixe o arquivo disponível com a Atividade Pratica;
· Você deve preencher dos dados no Cabeçalho para sua identificação: 
· Nome / Data de entrega.
· As respostas devem ser digitadas abaixo de cada pergunta;
· Ao terminar grave o arquivo com o nome Atividade Prática;
· Quando solicitado 
· Envio o arquivo pelo sistema no local indicado;
· Em caso de dúvidas consulte o seu Tutor.
A operação de geradores síncronos depende do emprego de máquinas projetadas de forma ótima, isto é, do uso de geradores que foram pensados para uma certa aplicação. Isso significa que a quantidade de polos, de ranhuras, de espiras e de bobinas considera o tipo de aplicação onde será empregada a máquina.
Você foi promovido ao setor de projetos e seu primeiro trabalho na nova função é efetuar a verificação dos documentos de projetos das duas máquinas em que atuou na equipe de protótipos, avaliando se as premissas estavam adequadas à finalidade a que se propunham os produtos.
Considerando esse cenário, o objeto de emprego dos geradores e a natureza dos empreendimentos em que seriam utilizados, responda:
Quais premissas devem ser adotadas para a construção desses geradores?
Os geradores síncronos
O rotor é basicamente um imã em um eixo, na prática o ímã é geralmente um eletroímã.
O estator consiste em três bobinas de fio colocadas para interceptar o campo magnético do rotor, igualmente espaçadas ao redor da circunferência, separadas por 120º. Cada bobina fornece corrente para uma fase da grade.
A medida que o rotor gira em cada bobina, a corrente induzida em cada bobina sobe e desce em direções positivas e negativas a medida que os polos norte e sul do rotor passam.
Cada revolução gera um ciclo de corrente.
A frequência gerada está diretamente relacionada a velocidade de rotação do rotor.
Para uma máquina de ímã único (dois polos), 50 Hz é gerado ao girar 3000 RPM. Um rotor com quatro polos gera 50Hz ao girar a 1500 RPM.
Portanto a velocidade de rotação operacional de uma máquina síncrona é essencialmente uma constante (dentro de uma pequena janela).
Sua velocidade está ligada está ligada a frequência do sistema.
Máquinas síncronas são controladas pelo governador. O governador monitora a frequência do sistema e ajusta a potência do motor principal da máquina para trazer a correção para a frequência.
Isto está sujeito a capacidade de energia da máquina e se está operando na configuração de energia, (onde aumentos e reduções) podem ser prontamente feitos.
Como a potência mecânica é aplicada ao eixo, o rotor avança em relação ao campo de rotação gerado pelas tensões do sistema nas bobinas do estator.
A máquina ainda permanece em sincronismo rotacional com as voltagens do sistema, mas o rotor está adiantado em relação ao sistema por um ângulo d.
O ângulo d varia com a potência sendo aplicada e gerada, onde a potência é proporcional a Sin (d). Se d é positivo, a máquina está adiantada ao sistema e está agindo como um gerador. Se d é negativo, a máquina está sendo puxada pelo sistema e está atuando como um motor. 
Se d é zero, a máquina está girando, mas não está ocorrendo transferência de energia.
 Observe que SIN (d) maximiza a 90º. Este é limite do ângulo de avanço do rotor relativo ao torque máximo teórico que a máquina é capaz de fornecer.
Os geradores assíncronos 
A principal diferença entre máquinas assíncronas é sobre o sincronismo do rotor.
O rotor de um gerador assíncrono não roda em sincronismo com as tensões do sistema .
Uma máquina assíncrona opera com “slip”. Slip é uma medida percentual de quanto mais lento ou mais rápido o rotor funciona em comparação com sua velocidade síncrona.
Quando o rotor está girando mais devagar que a velocidade síncrona, a máquina atua como um motor.
Quando o rotor é girado mais rápido que a velocidade síncrona, a máquina atua como um gerador.
Aqui está uma analogia mecânica de uma máquina assíncrona que pode ajudar.
Imagine o toque magnético entre o rotor e o estator como sendo um acoplamento de fluido hidráulico entre duas rodas.
A primeira roda é conectada á fonte de acionamento, ou seja: o rotor. A segunda roda representa o sistema de energia. Como alguma carga extra é aplicada á segunda roda o acoplamento hidráulico escorrega mais, mas o fluxo de energia cinética da primeira roda é largamente desacoplado pelo acoplamento hidráulico.
Os geradores assíncronos são normalmente usados onde o controle do motor principal não é possível, normalmente turbinas eólicas ou corrente de hidrelétrica.
Enquanto os sistemas de controle são implementados para fazer o melhor uso desses recursos, eles não podem ajustar a saída em resposta a uma mudança de frequência.
Portanto existem duas diferenças fundamentais que afetam sua contribuição para estabilidade.
Disponibilidade de energia cinética.
A energia cinética do rotor da máquina síncrona está intimamente ligada ao sistema de potência e, portanto, disponível para conversão imediata em energia.
A energia cinética do rotor da máquina assíncrona é desacoplada do sistema em virtude de seu deslizamento e, portanto, não está facilmente disponível para o sistema.
Controle de cada um dos sistemas.
Os geradores síncronos são controláveis por reguladores que monitora a frequência do sistema e ajustam a entrada do motor principal para trazer a correção aos movimentos de frequência.
Os geradores assíncronos são normalmente usados em aplicações onde a fonte de energia não é controlável, por exemplo, turbinas eólicas.
Esses geradores não podem responder a movimentos de frequência, que representam um desiquilíbrio energético do sistema. Eles são uma causa de desiquilíbrio energético do sistema. Eles são uma causa de desiquilíbrio de energia.
 
 
Primeiros Socorros