Resultados e Discussões - [Parte 1!!]

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<p>Resultados e Discussões</p><p>ENSAIO A-VAZIO E DE CURTO-CIRCUITO</p><p>A realização desses ensaios permitiu determinar as principais características de</p><p>um gerador síncrono, possibilitando a obtenção de parâmetros importantes do circuito</p><p>equivalente, bem como certas curvas características da máquina.</p><p>Determinação das Perdas do Gerador Síncrono</p><p>Inicialmente, para a realização dos ensaios de curto-circuito e a vazio, é</p><p>fundamental utilizar um motor primário (MP). Neste caso, foi empregado um motor de</p><p>corrente contínua (MCC) para acionar mecanicamente o gerador síncrono (GS) próximo</p><p>à sua velocidade síncrona, fornecendo potência mecânica ao eixo do gerador. A potência</p><p>fornecida à MP em diferentes cenários de operação é fundamental para a determinação</p><p>das perdas do GS.</p><p>Perdas Rotacionais e Perdas no ferro a Vazio</p><p>Com a utilização do MP, é possível determinar as perdas rotacionais, como as</p><p>perdas por atrito e ventilação. Conhecendo a potência mecânica necessária para acionar a</p><p>máquina síncrona, essas perdas podem ser calculadas. Para isso, foram realizadas</p><p>diferentes etapas no ensaio a vazio, conforme descrito na seção de materiais e métodos,</p><p>com o objetivo de determinar a potência de entrada da máquina primária em diferentes</p><p>cenários e, assim, calcular as perdas rotacionais e as perdas no ferro.</p><p>Os dados obtidos em cada etapa são mostrados na tabela 4</p><p>Tabela 4: Potências fornecidas ao MCC.</p><p>Medição sem o GS Ensaio a vazio com o GS</p><p>Pmed0 Pmed1 Pmed2</p><p>71W 85W 128,7W</p><p>Sendo Pmed0 a potência correspondente à potência de entrada do motor primário</p><p>sem nenhuma carga acoplada ao eixo, Pmed1 e Pmed2 referem-se às potências medidas</p><p>com a máquina síncrona acoplada ao eixo do MCC. A diferença entre elas está no fato de</p><p>que, na medição de Pmed2, não foi aplicada corrente de campo no gerador síncrono,</p><p>enquanto em Pmed3 foi aplicada uma corrente de campo até a obtenção da tensão nominal</p><p>do GS.</p><p>Em resumo, conhecendo essas potências, podemos determinar as perdas</p><p>relacionadas ao sistema. Primeiramente, Pmed0 representa apenas as perdas do MCC. Ao</p><p>comparar Pmed0 com Pmed1, que corresponde à potência de entrada do MCC acoplado</p><p>ao GS, a diferença entre as duas indica as perdas rotacionais atribuídas à máquina</p><p>síncrona, já que na ausência de excitação, a potência mecânica necessária para acionar a</p><p>máquina na velocidade síncrona corresponde às perdas por atrito e ventilação.</p><p>Para calcular as perdas no ferro, utilizamos Pmed1, que reflete as perdas do MCC</p><p>juntamente com as perdas rotacionais do GS. Comparando Pmed1 com Pmed2, que</p><p>corresponde ao GS operando com corrente de campo em sua tensão nominal, a diferença</p><p>entre Pmed2 e Pmed1 nos dá as perdas no ferro, pois estamos subtraindo de Pmed1 a</p><p>soma das perdas do MCC e das perdas rotacionais (PAV) do GS. De forma mais rigorosa,</p><p>quando o campo está excitado, a potência mecânica é igual à soma das perdas rotacionais</p><p>e das perdas no núcleo. Assim, como já conhecemos as perdas rotacionais, podemos isolar</p><p>e determinar as perdas no núcleo.</p><p>Com todos esses dados e análises obtermos a seguintes perdas rotacionais e no</p><p>ferro em condições de operação do GS a vazio:</p><p>𝑃𝑚𝑒𝑑0 = 71𝑊 (1)</p><p>𝑃𝑚𝑒𝑑1 = 𝑃𝑚𝑒𝑑0 + 𝑃𝐴𝑉. 𝐺𝑆 = 85𝑊 (2)</p><p>𝑃𝐴𝑉. 𝐺𝑆 = 85𝑊 − 71𝑊 = 14𝑊 (3)</p><p>𝑃𝑚𝑒𝑑2 = 𝑃𝑚𝑒𝑑1 + 𝑃𝑓𝑐𝑎 = 128,7𝑊 (4)</p><p>𝑃𝑓𝑐𝑎 = 128,7𝑊 − 85𝑊 = 43,7𝑊 (5)</p><p>Em que Pmed0 = Potência de entrada do MCC sem carga no eixo, Pmed1 =</p><p>Potência de estrada do MCC com GS sem excitação acoplado ao seu eixo, Pmed2 =</p><p>Potência de entrada do MCC com GS excitado acoplado ao seu eixo, PAV = Perdas</p><p>rotacionais e Pfca = Perdas no ferro.</p><p>Dessa forma, determinamos em (3) que as perdas rotacionais do gerador síncrono</p><p>são de 14 W, e em (5) determinamos as perdas no ferro são de 43,7 W.</p><p>Perdas em curto-circuito</p><p>Com o ensaio de curto-circuito é possivel determinar a resistência efetiva de</p><p>armadura, através das perdas determinadas também por tal ensaio.</p><p>Em mais detalhes, devido ao baixo nível de fluxo na máquina em condições de</p><p>curto-circuito, as perdas no núcleo são geralmente consideradas desprezíveis nessas</p><p>condições (Umans, 2014). Portanto, a potência mecânica necessária para acionar o</p><p>gerador síncrono durante o ensaio de curto-circuito é igual à soma das perdas por atrito e</p><p>ventilação, já determinadas no ensaio a vazio, mais as perdas causadas pela corrente de</p><p>armadura. Essas perdas de armadura podem ser obtidas subtraindo as perdas por atrito e</p><p>ventilação da potência de acionamento (Umans, 2014). Essas perdas de curto-circuito são</p><p>constituídas por perdas ôhmicas, assim podemos obter como já dito a resistência efetiva</p><p>de armadura.</p><p>Como já dito anteriormente, as perdas do GS são obtidas a partir da medição da</p><p>potência de entrada na máquina primaria, as potencias fornecidas no ensaio de curto-</p><p>circuito para máquina primaria, sendo utilizada sendo uma MCC, são mostradas na tabela</p><p>5.</p><p>Tabela 5: Potências fornecidas ao MCC.</p><p>Ensaio em curto-circuito</p><p>Pmed1 (Tabela 4) Pmed3</p><p>85W 112,8W</p><p>A potência Pmed , obtida no ensaio a vazio, já é conhecida, conforme mencionado</p><p>anteriormente. A potência de entrada da MP Pmed3 foi medida durante o ensaio de curto-</p><p>circuito, com os eixos da MCC e do GS acoplados. No entanto, esse cenário difere dos</p><p>outros, pois a excitação do gerador síncrono foi ajustada até que a corrente nominal Ian</p><p>fosse alcançada nos terminais em curto-circuito. Com os valores de Pmed1e Pmed3 , é</p><p>possível calcular as perdas e determinar a resistência efetiva da armadura</p><p>𝑃𝑚𝑒𝑑 3 = 𝑃𝑚𝑒𝑑1 + 𝑃𝑐𝑐 = 112,8𝑊 (6)</p><p>𝑃𝑐𝑐 = 112,8𝑊 − 85𝑊 = 27,8𝑊 (7)</p><p>Em que Pmed1 = Potência de estrada do MCC com GS sem excitação acoplado</p><p>ao seu eixo e Pcc = Perda de curto-circuito (MCC+GS) com GS em curto.</p><p>Para obter um valor adequado da resistência efetiva da armadura, é necessário</p><p>calcular as perdas de curto-circuito exclusivamente da máquina síncrona. Para isso, é</p><p>essencial determinar as perdas Joules do MCC de acordo com a equação (8). Dessa forma,</p><p>a perda total trifásica em curto-circuito no GS pode ser calculada conforme a equação (9).</p><p>𝑃𝑗𝑀𝐶𝐶 = 𝑅𝑎𝑀𝐶𝐶 ∗ (𝐼𝑎𝑀𝐶𝐶)2 (8)</p><p>𝑃𝑐𝑐. 𝐺𝑆 = 𝑃𝑐𝑐 − 𝑃𝑗𝑀𝐶𝐶 (9)</p><p>Em que PjMCC = Perdas joule do MCC, RaMCC = Resistência de armadura do</p><p>MCC, IaMCC = Corrente de armadura do MCC, Pcc.GS = Perdas de curto-circuito do</p><p>GS e Pcc = Perdas de curto-circuito (MCC+GS) com GS em curto-circuito.</p><p>Pelas equações (8) e (9) temos:</p><p>𝑃𝑗𝑀𝐶𝐶 ≈ 6,35Ω ∗ (0,6𝐴)2 = 2,286𝑊 (10)</p><p>𝑃𝑐𝑐. 𝐺𝑆 ≈ 27,8𝑊 − 2,286𝑊 = 25.514𝑊 (11)</p><p>Resistencia Efetiva de Armadura</p><p>Desta forma com o valor das perdas de curto-circuito do GS podemos calcular a</p><p>resistência efetiva de armadura, por fase, utilizando a equação (12).</p><p>𝑅𝑎 =</p><p>𝑃𝑐𝑐. 𝐺𝑆(𝑓𝑎𝑠𝑒)</p><p>(𝐼𝑎𝑁(𝑓𝑎𝑠𝑒))</p><p>2 (12)</p><p>Sendo Ra = resistência efetiva de armadura e IaN(fase) = corrente nominal de fase.</p><p>Logo pela equação (12) temos:</p><p>𝑅𝑎 =</p><p>25,514𝑊</p><p>3</p><p>(0,947)2 = 9.48Ω (13)</p><p>Podemos observar que o valor da resistência de armadura, calculado na equação</p><p>(13), está bastante próximo do valor obtido na prática 1, que foi de 9,75Ω.</p><p>Curvas Características Obtidas em Vazio e em Curto-Circuito</p><p>Outra característica a ser analisada durante a realização dos ensaios são as curvas</p><p>obtidas para diferentes valores de corrente de campo. No ensaio a vazio, a tensão terminal</p><p>é monitorada em função da variação da excitação, enquanto no ensaio de curto-circuito,</p><p>a corrente de curto-circuito é monitorada em função da corrente de campo. Mais detalhes</p><p>sobre os procedimentos estão descritos na seção de materiais e métodos.</p><p>Os valores obtidos no ensaio de circuito aberto então mostrados na tabela 6 e os</p><p>do ensaio de curto-circuito na tabela 7.</p><p>Tabela 6:Características de circuito aberto.</p><p>Corrente de Campo (If) [A] 0 0,04 0,09 0,15 0,21 0,30 0,49 0,67</p><p>Tensão Gerada (Ef) [V] 1 35,3 76,9 111,5 148,8 184,3 222 239</p><p>Um aspecto interessante a ser destacado é que, mesmo na ausência de corrente de</p><p>campo, há uma tensão gerada nos terminais da máquina. Isso ocorre devido ao</p><p>magnetismo residual presente na máquina.</p><p>Tabela 7:Características de curto-circuito.</p><p>Corrente de Campo (If) [A] 0 0,08 0,17 0,2</p><p>Corrente de Curto-Circuito (Icc) [A] 0 0,54 1,1 1,64</p><p>Com os dados presentes na tabela 6 e 7 obteve-se as curvas mostradas na figura 14</p><p>Figura 13- Curvas características de uma máquina síncrona (Teórica)</p><p>Fonte: Umans, S. D. (2014). Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley, 7th Edition.</p><p>Figura 14 - Curvas características de uma máquina síncrona (Prática)</p><p>Fonte: Acervo dos autores</p><p>As curvas características de uma máquina síncrona estão apresentadas nas Figuras</p><p>13 e 14. A linha que representa a característica de circuito aberto é indicada por (CAV),</p><p>enquanto a característica de curto-circuito é representada pela linha (CCC).</p><p>Comportamento Característica da Curva de Ensaio a Vazio</p><p>Ao analisar a curva da figura 14 obtida no ensaio a vazio, observamos que</p><p>inicialmente a curva é quase linear, até atingir um ponto em que ocorre a saturação do</p><p>ferro com correntes de campo elevadas. Nesse caso, como descrito nos materiais e</p><p>métodos, a corrente de campo foi aumentada até que a tensão terminal superasse um valor</p><p>superior ao nominal, tornando a saturação bem evidente.</p><p>Para melhor compreensão do comportamento da curva referente ao ensaio de</p><p>circuito aberto, é importante destacar a razão por trás dessa característica. Inicialmente,</p><p>quando o ferro da máquina síncrona não está saturado, sua relutância é muito menor que</p><p>a relutância do entreferro. Assim, no início da excitação da máquina, durante a parte linear</p><p>da curva, quase toda a força magnetomotriz está concentrada no entreferro, resultando em</p><p>um aumento linear do fluxo e, consequentemente, em uma relação linear entre a corrente</p><p>de campo e a tensão gerada.</p><p>Podemos observar essa relação de fluxo e tensão, analisando a equação da tensão</p><p>eficaz induzida, mostrada na equação (14).</p><p>𝐸 = 4,44𝑓𝑁𝜙 (14)</p><p>Sendo f = Frequencia, N = Espiras por fase e 𝜙 = Fluxo magnético por polo. Como</p><p>a frequência é praticamente constante com a MP operando com praticamente velocidade</p><p>constante e o número de espiras por fase é um fator construtivo, a principal influência na</p><p>alteração da tensão gerada é a variação do fluxo.</p><p>No entanto, à medida que o ferro começa a entrar em saturação, sua relutância</p><p>aumenta, o que faz com que o crescimento do fluxo seja mais lento em relação ao aumento</p><p>da força magnetomotriz. Isso explica o comportamento curvo da curva após a parte linear,</p><p>quando a relação entre a corrente de campo e a tensão gerada deixa de ser linear.</p><p>Comportamento Característica da Curva de Ensaio de Curto-Circuito</p><p>Ao analisar o comportamento da curva teórica apresentada na Figura 13, referente</p><p>ao ensaio de circuito fechado, observa-se que ela é essencialmente linear. No entanto, ao</p><p>examinar a curva correspondente obtida experimentalmente (Figura 14), percebe-se que</p><p>ela não apresenta a mesma linearidade. Essa diferença é esperada, considerando que</p><p>fatores adicionais podem influenciar os resultados na prática. As razões para o</p><p>comportamento linear da curva de curto-circuito serão discutidas em detalhes nas</p><p>perguntas propostas pelo professor, mais adiante, ao final da seção de resultados e</p><p>discussão.</p><p>Determinação da Relação de Curto-Circuito (RCC)</p><p>A Relação de Curto-Circuito é calculada pela razão entre a corrente de campo</p><p>necessária para gerar a tensão nominal a vazio e a corrente de campo necessária para gerar</p><p>a corrente de armadura nominal em curto-circuito. Mais detalhes sobre a importância</p><p>dessa relação e sua obtenção serão discutidos nas perguntas ao final da seção de resultados</p><p>e discussões, conforme proposto pelo professor. Para evitar repetição, o foco aqui é</p><p>apenas no cálculo da relação, destacando apenas os pontos importantes para obter os</p><p>valores necessários.</p><p>𝑅𝐶𝐶 =</p><p>𝐼𝑓0𝑎</p><p>𝐼𝑓0𝑒</p><p>(15)</p><p>Em que If0a = Corrente de campo necessária para gerar a tensão nominal e If0e =</p><p>Corrente de campo necessária para se gerar a corrente de armadura nominal em curto-</p><p>circuito. Ambos os valores são obtidos analisando as curvas caracterizas dos ensaios a</p><p>vazio e de curto-circuito. Os valores de cada uma das variáveis são obtidos analisando as</p><p>curvas da figura 15.</p><p>Figura 15 – Obtenção de valores para o cálculo da RCC.</p><p>Fonte: Acervo dos autores</p><p>Corrente nominal da máquina 𝐼𝑛 =</p><p>0,5𝑘𝑊</p><p>0,8∗√3∗220𝑉</p><p>= 1,64𝐴 (16)</p><p>Pela equação (16) temos que a corrente nominal da máquina é de 1,64 Amperes. Desta</p><p>forma os respectivos valores a serem utilizados são:</p><p>If0a = 0,48A</p><p>If0e = 0,2A</p><p>Logo, utilizando a equação (15), temos:</p><p>𝑅𝐶𝐶 =</p><p>𝐼𝑓0𝑎</p><p>𝐼𝑓0𝑒</p><p>=</p><p>0,48𝐴</p><p>0,2𝐴</p><p>= 2,4 (17)</p><p>Cálculo dos Parâmetros do Circuito Equivalente</p><p>Já sabemos a resistência efetiva de armadura (Ra) calculada anteriormente, os</p><p>demais parâmetros a serem encontrados são a reatância síncrona saturada e não saturada,</p><p>considerando e não considerando a resistência efetiva de armadura.</p><p>Reatância Síncrona não Saturada e Saturada (Desconsiderando Ra)</p><p>• Reatância Síncrona não Saturada</p><p>A reatância síncrona não saturada refere-se às condições de operação da máquina</p><p>síncrona em que não há saturação. Ela pode ser calculada a partir das características a</p><p>vazio (CAV) e de curto-circuito (CCC), mostradas na figura 14. Com esses dados, é</p><p>possível determinar a reatância síncrona para qualquer corrente de excitação.</p><p>Assim, para qualquer excitação de campo adequada, temos a corrente de armadura</p><p>em curto-circuito e, para o mesmo campo, a tensão gerada sem saturação, obtida a partir</p><p>da linha de entreferro (Umans, 2014). Utiliza-se a tensão lida da linha de entreferro</p><p>porque se presume que a máquina não está operando em saturação. Assim, a reatância</p><p>síncrona não saturada, em ohms por fase, pode ser calculada utilizando a equação (18).</p><p>𝑋𝑠, 𝑛𝑠 =</p><p>𝐸𝑎𝑓0</p><p>𝐼𝑎0</p><p>(18)</p><p>Sendo Xs,ns = Reatância síncrona não saturada, Eaf0 = Tensão eficaz gerada e Ia0 =</p><p>corrente de armadura de curto-circuito.</p><p>Como tanto a linha de entreferro quanto a linha característica de curto-circuito são</p><p>lineares, o valor da reatância não saturada é independente de um valor específico de</p><p>corrente de campo.</p><p>Utilizando os dados das curvas características da Figura 14, obtidas</p><p>experimentalmente, determinamos os valores da tensão gerada e da corrente de curto-</p><p>circuito a partir da linha de entreferro, como mostrado na Figura 16. Com esses valores,</p><p>é possível determinar a reatância síncrona não saturada, utilizando aa equação (18).</p><p>Figura 16 – Obtenção dos valores para cálculo da reatância síncrona não saturada.</p><p>Fonte: Acervo dos autores</p><p>Valores determinados nas curvas, para a corrente de campo de 0,08 Amperes:</p><p>𝐸𝑎𝑓 ≈ 70,48 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠</p><p>𝐼𝑎 ≈ 0,54 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠</p><p>Assim pela equação (18) temos:</p><p>𝑋𝑠, 𝑛𝑠 =</p><p>70,48</p><p>0,54</p><p>= 130,5 Ω (19)</p><p>Assim, pelo cálculo realizado em (19) temos que a reatância síncrona não saturada é de</p><p>130,5 Ω.</p><p>• Reatância Síncrona Saturada</p><p>Quando o gerador opera próximo à tensão nominal de terminal, assume-se que a</p><p>máquina se comporta como uma versão não saturada, com uma característica linear,</p><p>conforme ilustrado na figura 14 pela linha denominada linha de entreferro modificada.</p><p>Com essa aproximação, a tensão gerada é linearmente proporcional à corrente de campo</p><p>e, de certa forma, igual à tensão terminal nominal. Determinando a corrente de campo</p><p>que corresponde a essa condição, a tensão nominal, e a respectiva corrente de curto-</p><p>circuito para essa excitação, é possível calcular a reatância síncrona saturada, conforme</p><p>descrito na equação (20).</p><p>𝑋𝑠, 𝑠 =</p><p>𝑉𝑎𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙</p><p>𝐼𝑎′</p><p>(20)</p><p>Sendo Xs = Reatância síncrona, Va_nominal = Tensão nominal e Ia’ = Corrente de</p><p>armadura lida da característica de curto-circuito.</p><p>A abordagem descrita anteriormente para obter a reatância síncrona saturada é</p><p>predominantemente teórica. Na prática, entretanto, o comportamento das curvas nem</p><p>sempre corresponde exatamente ao estudado na teoria. Como pode ser observado na</p><p>Figura 16, a curva apresenta um comportamento distinto do analisado e esperado</p><p>teoricamente. No ensaio de curto-circuito, a curva não atinge a mesma corrente de campo</p><p>correspondente à condição de tensão nominal da máquina, como é mostrado nos</p><p>exemplos teóricos. Portanto, para o cálculo da reatância síncrona não saturada,</p><p>utilizaremos um valor de corrente de campo que não alcança a tensão nominal, como</p><p>sugerido pela teoria, para determinar a tensão gerada e a corrente de curto-circuito. Nesse</p><p>caso, o ponto utilizado não é obtido a partir das linhas de entreferro, mas diretamente da</p><p>curva característica do ensaio a vazio, como mostrado na figura 17.</p><p>Figura 17 – Obtenção dos valores para cálculo da reatância síncrona saturada.</p><p>Fonte: Acervo dos autores</p><p>Valores determinados nas curvas, para a corrente de campo de 0,15 Amperes, para</p><p>calcular a reatância síncrona saturada, pela equação (20).</p><p>𝐸𝑎𝑓 ≈ 111,5 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠</p><p>𝐼𝑎 ≈ 0,926 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑠</p><p>𝑋𝑠, 𝑠 =</p><p>111,5</p><p>0,926</p><p>= 120,4 Ω (21)</p><p>Assim, pelo cálculo realizado em (21) temos que a reatância síncrona saturada é de</p><p>120,4 Ω.</p><p>Reatância Síncrona não Saturada e Saturada (Considerado Ra)</p><p>Conforme descrito no guia para confecção do relatório, o cálculo das reatâncias</p><p>síncronas, tanto saturada quanto não saturada, considerando a resistência de armadura</p><p>(Ra) já determinada na prática 1, segue os passos abaixo:</p><p>1. Inicialmente, a razão entre a tensão de excitação (Ef) e a corrente de armadura (Ia)</p><p>é utilizada para encontrar o módulo da impedância síncrona (Zs).</p><p>2. A partir desse módulo, o valor da reatância síncrona é calculado utilizando a</p><p>expressão (22).</p><p>𝑋𝑠 = √𝑍𝑠2 − 𝑅𝑎2 (22)</p><p>Sendo Xs = Reatância síncrona saturada, Eaf0 = Tensão eficaz gerada e Ia0 = corrente</p><p>de armadura de curto-circuito.</p><p>Para o cálculo das reatâncias síncronas saturada e não saturada, considerando a</p><p>resistência efetiva de armadura, serão utilizados os valores previamente calculados para</p><p>ambas as reatâncias, conforme as equações (18) e (20), desconsiderando a Ra. Os valores</p><p>obtidos foram:</p><p>𝑍𝑠, 𝑛𝑠 = 130,5 Ω</p><p>𝑍𝑠, 𝑠 = 120,4 Ω</p><p>O valor da resistência de armadura, calculado previamente pela equação (12), é:</p><p>𝑅𝑎 = 9.48Ω</p><p>Utilizando esses valores encontramos os seguintes módulos da impedância síncrona para</p><p>o caso saturado e não saturado, obtidos pela equação (22) são:</p><p>𝑋𝑠, 𝑛𝑠 = √130,52 − 9.482 = j130,2Ω (23)</p><p>𝑋𝑠 = √120,42 − 9.482 = j120Ω (24)</p><p>Valor do erro percentual introduzido ao não considerar o valor da resistência:</p><p>𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑋𝑠, 𝑛𝑠 =</p><p>130,5 − 130,2</p><p>130,2</p><p>∗ 100 = 0,23% (25)</p><p>𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑋𝑠, 𝑠 =</p><p>120,4 − 120</p><p>120</p><p>∗ 100 = 0,33% (26)</p><p>Curvas de Reatância Síncrona saturada e não saturada</p><p>As curvas de reatância síncrona, saturada e não saturada, obtida na prática são</p><p>mostradas na Figura 19. Para melhor compreensão, a Figura 18 apresenta uma visão mais</p><p>teórica do comportamento esperado para a reatância síncrona saturada. Observa-se que, à</p><p>medida que a máquina entra em saturação com correntes de campo mais elevadas, a</p><p>reatância síncrona saturada começa a diminuir, uma vez que a tensão gerada deixa de ter</p><p>uma relação linear com a corrente de curto-circuito.</p><p>Embora a curva da reatância síncrona não saturada não esteja presente na Figura</p><p>18, seu comportamento é facilmente compreensível. A reatância não saturada é calculada</p><p>supondo que a máquina não esteja em saturação, utilizando a linha de entreferro como</p><p>referência. Como essa linha de entreferro é linear e a curva da corrente de curto-circuito</p><p>também é aproximadamente linear, conclui-se que a reatância síncrona não saturada é</p><p>praticamente constante, desconsiderando os efeitos da saturação.</p><p>É importante destacar que a reatância síncrona saturada reflete de maneira mais</p><p>fiel o valor real da reatância para a máquina operando em um determinado ponto.</p><p>Portanto, ao se calcular a reatância para um problema específico, é fundamental utilizar</p><p>a reatância síncrona correspondente à carga aplicada à máquina.</p><p>Figura 18 – Curvas de Xsns e Xss</p><p>Fonte: Chapman, S. J. (2013). Fundamentos de máquinas elétricas, 5th Edition.</p><p>As curvas obtidas a partir da realização da prática não seguem exatamente o</p><p>comportamento descrito teoricamente. Essa diferença ocorre porque a curva da corrente</p><p>de curto-circuito não apresenta um comportamento perfeitamente linear, como previsto</p><p>pela teoria, por motivos de fatores externos. A curva mostrada na Figura 19 exibe</p><p>variações, o que é esperado, pois, na prática, os valores e características dificilmente</p><p>coincidem de forma precisa com os modelos teóricos.</p><p>No entanto, um ponto importante a ser destacado é que, em determinado</p><p>momento, a reatância síncrona saturada começa a decair devido à saturação, assumindo</p><p>valores menores que a reatância não saturada, como podemos observar na teoria. A curva</p><p>da reatância não saturada também apresenta um leve decaimento, o que pode ser</p><p>explicado pela característica não linear da curva de curto-circuito observada na prática,</p><p>conforme já mencionado.</p><p>Figura 19 – Curvas de Xsns e Xss obtidos experimentalmente.</p><p>Fonte: Acervo dos autores</p><p>0</p><p>20</p><p>40</p><p>60</p><p>80</p><p>100</p><p>120</p><p>140</p><p>160</p><p>0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2</p><p>Re</p><p>at</p><p>ân</p><p>ci</p><p>a</p><p>[Ω</p><p>]</p><p>If [A] (Corrente de Campo)</p><p>Curvas de Xsns e Xss</p><p>Xss Xsns</p>