1 EE 2022 1_Máquinas síncronas_solução

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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO - UPE ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
1º Exercício Escolar – Máquinas Elétricas – 2022.1
1. (1,0 ponto) Desenhe o diagrama fasorial de um gerador síncrono sobreexcitado de polos lisos.
2. (2,0 pontos) Considere um gerador síncrono com especificações nominais de 13,8 kV, 150 MVA, reatância síncrona de 2,0 pu e CCAV de 700 A. Calcule a corrente de campo deste gerador, em kA, se ele estiver operando com sua tensão de terminal nominal, fator de potência unitário e alimentando uma carga com potência ativa de 1,0 pu.
3. (3,0 pontos) Um gerador síncrono de 13,8 kV, 50 kVA, fp 0,9 atrasado, 60 Hz, quatro polos e ligado em , tem uma reatância de eixo direto de 2,5 Ω, uma reatância de eixo em quadratura de 1,8 Ω e uma resistência de armadura de 0,2 Ω. Pode-se assumir que as perdas por atrito, ventilação e suplementares são desprezíveis.
a) Qual é a tensão gerada interna dessa máquina quando ela está operando nas condições nominais?
b) Que fração da potência a plena carga do gerador é devido ao conjugado de relutância do rotor?
4. (4,0 pontos) Um gerador síncrono de 13,8 kV, 50 MVA, fator de potência de 0,9 atrasado, 60 Hz, ligado em Y e de quatro polos tem uma reatância síncrona de 2,5 e uma resistência de armadura de 0,2 Ω. Em 60 Hz, as perdas por atrito e ventilação são 1 MW e as perdas no núcleo são 1,5 MW. O circuito de campo tem uma tensão CC de 120 V e a If máxima é 10 A. A corrente do circuito de campo é ajustável no intervalo de 0 a 10 A. A CAV desse gerador está mostrada na Figura abaixo.
a) Qual é a velocidade de rotação desse gerador?
b) Qual é o valor da corrente de campo necessário para tornar a tensão de terminal VT (ou tensão de linha VL) igual a 13,8 kV, quando o gerador está operando a vazio? 
c) Qual é o valor da tensão gerada interna EA quando o gerador está funcionando nas
condições nominais? 
d) Quando o gerador está operando em condições nominais, quanta corrente de campo
é necessária para tornar a tensão de terminal VT igual a 13,8 kV?
e) Suponha que esse gerador esteja operando em condições nominais quando a carga é
removida sem que a corrente de campo seja alterada. Qual seria a tensão de terminal
do gerador?
f) Qual é a eficiência total dessa máquina?
g) Quanto conjugado deve ser aplicado no eixo pela máquina motriz a plena carga?
h) Construa a curva de capacidade para esse gerador
 
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