Circuito Equivalente da Máquina Síncrona

Prévia do material em texto

1
2
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
3
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
4
Enrolamento do rotor
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
5
ocorre
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
Defasado de 120°
6
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
120/.
/.120
Pnf
Pfn


7
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
(hidrogeradores) (turbogeradores)
8
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
9
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
10
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
11
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
12
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
da maquina síncrona tem
Estator Compartilhado
iL.
13
CIRCUITO EQUIVALENTE MAQUINA SINCRONA
14
A tensão nos terminais da fase “a” é a soma da queda de tensão Ra.ia na Resistência da 
armadura e da tensão induzida. A tensão eaf induzida pelo fluxo no enrolamento de campo 
(frequentemente referida como tensão gerada interna) é obtida da derivada em relação ao 
tempo do fluxo pela corrente de campo:
A tensão de terminal poderá ser expressa como:
A tensão gerada eaf tem freqüência We e sua amplitude é:
Pode-se escrever as equações em termos das amplitudes:
A equação de terminal pode ser escrita em termos de amplitudes complexas eficazes:
af
a
saa
a
aaa e
dt
di
LiR
dt
d
iRv  .. ..

2
fafe
af
ILw
E 
0.
2
ejafe
af e
ILw
jE 






ses
afasaaa
LwXonde
EIjXIRV
.:
.


15
Um circuito equivalente é mostrado abaixo. Estes circuitos são para uma das fases:
As equações devem tomar como referencia o sentido da corrente Ia positivo (corrente entrando 
nos terminais) para motor. Para gerador o sentido da corrente é tomado como saindo dos 
terminais da maquina, as equações ficam:
asaaaaf
afasaaa
asaaaaf
afasaaa
IjXIRVE
GERADOREIjXIRV
IjXIRVE
MOTOREIjXIRV




.
.
.
.
16
sX
XXX as  1
17
Exemplo 5.1 pag 247, parte 2/3
Observa-se que um motor síncrono trifásico de 60Hz tem uma tensão de linha de 460 V nos e uma corrente de 
terminal de 120 A com um fator de potencia de 0,95 indutivo. Nestas condições de operação, a corrente de 
campo é 47 A. A reatância da máquina é igual a 1,68Ω (0,794 por ubidade, em uma base trifásica de 460 V e 
100 kVA). Suponha que a resistência de armadura seja despresivel. Calcule:
a) A tensão gerada Eaf em Volts.
b) O valor da indutância mútua Laf entre o campo e a armadura.
c)A potência de entrada elétrica do motor em kW e HP
HPkWFPIVPentradadetrifásicapotA
mH
Iw
E
L
ILw
EémutuaciainsuA
Véfasedetensãoa
EjEIjXIRVE
IéfasedecorrenteA
arcFPVV
aaentrada
fe
af
af
fafe
af
afafasaaaaf
a
a
1228,9095,01206,2653...3:.
3,22
47.120
279.2
.
.2
2
:tan
8,278
38,438,278)2,18120).(68,10(6,265.
2,18120:
2,18)95,0cos(95,0,6,265
3
460






18
Exemplo 5.2 pag 248, parte 2/3
Supondo que a potencia de entrada e a tensão de terminal do motor do exemplo .1 peSupondo que a potencia
de entrada e a tensão de terminal do motor do exemplo 5.1 permaneçam constantes, calcule:
a) O ângulo de fase da tensão gerada.
b) A corrente de campo necessaria para conseguir um FP unitario nos terminais do motor.
A
Lw
E
Ib
eVE
toPor
EjjEIXVE
Gerador
A
V
kW
V
kW
V
P
Ia
afe
af
f
af
afafasaaf
aaa
ent
a
2,55
0223,0.377
328.2
.
.2
8,35328
tan
8,35328)0114).(68,10(6,265
:
114
6,265.3
6,90
.3
6,90
.3
) .






19
Problema prático 5.1 pag. 249, parte 2/3
A maquina síncrona do exemplo 5.1 e 5.2 devem operar como gerador síncrono. Para uma operação em 
60 Hz com uma tensão de terminal de 460 V, tensão de linha, calcule a corrente de campo necessária para 
abastecer uma carga com 85 kW e um fator de potencia capacitivo de 0,95.
A
LW
E
I
IjXVE
I
Gerador
capacitivoarc
A
kW
VV
P
I
afe
af
a
asaaf
a
aa
ent
a
464004,46
10.22..120
)93,056,273.(2
.
.2
93,406,273)2,183,112).(68,10(6,265.
2,1183,112
2,18),(2,1895,0cos
3,112
95,0.6,265.3
6,90
.3
10.85
.3
3
3
.








