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As respostas finais e dos diagramas devem ser feitas a caneta. A avaliação é individual e sem consulta. 1) (1,6 ptos) - Desenhe os diagramas fasoriais da máquina síncrona conectada a um barramento infinito de acordo com os modos de operação do quadro abaixo. Os diagramas fasoriais devem conter: EA, IA, V, ângulo de IA, ângulo de EA e queda de tensão na reatância síncrona. Desconsidere o efeito da resistência de armadura. Gerador– fator de potência em adianto Gerador – fator de potência em atraso Motor– fator de potência em adianto Motor– fator de potência em atraso 2) (1,6 ptos)- Dois alternadores síncronos A e B de iguais características operam em paralelo e alimentam uma carga de impedância Z, com tensão terminal de linha VL. Cada alternador está acoplado mecanicamente à uma máquina motriz, sendo ambas de iguais características (Sp1=Sp2). Na situação inicial, as potências ativa e reativa consumidas pela carga estão distribuídas de forma igual entre os dois alternadores. Escreva qual a ação que um operador deva tomar para ocorrerem as seguintes situações: a) Aumentar a tensão terminal (VL) sem alterar o compartilhamento de potência reativa entre os alternadores. b) Ajustar o compartilhamento de potência reativa, de tal forma que o alternador A passe a assumir maior quantidade de potência reativa que o alternador B e que a tensão terminal permaneça constante. c) Aumentar a frequência do sistema sem que se altere distribuição de potência ativa entre ambos alternadores. d) Ajustar o compartilhamento de potência ativa, de tal forma que o alternador B passe a assumir maior quantidade de potência ativa do que A e a frequência elétrica de alimentação da carga permaneça constante. 3) (0,8 ptos) - O que são enrolamentos amortecedores? Qual a função deles em motores e geradores síncronos? Alternador A Alternador B Carga Z VL 4) (1,8 ptos) Uma máquina síncrona tem uma reatância síncrona de 2,0 Ω por fase a uma resistência de armadura de 0,5 Ω por fase e está conectada a um barramento infinito. A tensão de armadura é EA = 450 + 100j V e a tensão terminal é Vφ=480 ∠ 0° V (valores por fase). b) Essa máquina opera como gerador ou como motor? Calcule a potência ativa (P). Esta máquina está consumindo ou fornecendo potência ativa para o sistema elétrico? c) Calcule a potência elétrica reativa (Q). Esta máquina está consumindo ou fornecendo potência reativa ao sistema elétrico? 5) (2,1 ptos) Um motor síncrono de 480V, 60 Hz, 300HP, FP 0,8 adiantado, oito polos e ligado em delta tem uma reatância síncrona de 0,5 Ω e uma resistência de armadura desprezível. Para os objetivos deste problema, ignore as perdas. Assuma que o módulo de EA é diretamente proporcional à corrente de campo IF (em outras palavras assuma que o motor opera na parte linear da curva de magnetização) e que |EA| = 480V, quando IF=8A. a) Se este motor estiver fornecendo inicialmente 300HP, com FP 0,8 atrasado, quais serão os módulos e ângulos de EA e IA? Considere 1 HP=746 W. b) Quanto conjugado o motor está produzindo? Qual é o ângulo de conjugado δ? Qual é o conjugado induzido máximo possível do motor para esse valor de corrente de campo? c) Se |EA| for aumentado em 30% (com relação a letra (b) ), qual será a nova corrente de armadura? Qual será o novo fator de potência do motor? 6) (2,1 ptos) Um gerador síncrono trifásico de 480 V, 150 kW, dois polos tem uma frequência a vazio de 60,5Hz e uma frequência a plena carga de 59,5Hz. Este gerador está operando em paralelo com um segundo gerador síncrono de 480 V, 75 kW, quatro polos tem uma frequência a vazio de 60Hz e uma frequência a plena carga de 59,5Hz. As cargas alimentadas pelos dois geradores consistem em 140 kW. a) Qual a frequência de operação do sistema? b) Qual a potência fornecida por cada um dos geradores desse sistema? c) Suponha que uma carga adicional de 70 kW seja adicionada a esse sistema. Qual a nova frequência do sistema e quanta potência é fornecida por cada um dos geradores?
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