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ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FERREIRA VIANA – FAETEC Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas 133 10 MÁQUINAS SÍNCRONAS Uma máquina síncrona, gerador ou motor, é uma máquina de corrente alternada cuja velocidade possui uma relação direta constante com a freqüência da tensão induzida. É um dispositivo reversível, isto é, sem nenhuma modificação, tanto pode operar como motor ou como gerador. O induzido desta máquina, normalmente no estator, é constituído por um enrolamento distribuído, normalmente trifásico e com um ou mais pares de pólos e nos quais se efetua a conversão eletromecânica de energia. O indutor, normalmente no rotor, é constituído por um enrolamento monofásico alimentado por corrente contínua, também designado enrolamento de campo ou de excitação e tem como função a criação de um campo magnético intenso. Imãs permanentes são utilizados, em substituição desse enrolamento, nas unidades de menor potência. O rotor pode ser de duas formas: 1) Máquinas de rotor cilíndrico, ditas turbo-alternadores ou turbo-motores. Neste caso o enrolamento rotórico é distribuído. Figura 79– Máquina de rotor cilíndrico ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FERREIRA VIANA – FAETEC Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas 134 • Rodam a velocidades elevadas (neste tipo de enrolamento os 2 ou 4 pólos); • São compostas de peças com grande resistência mecânica, normalmente rotores maciços em aço. • As restrições mecânicas impõem o limite de 1250 mm para o diâmetro a 3000 rpm, o que provoca a forma alongada para este tipo de máquinas. • As unidades de potência superior a 125 MVA rodam em hidrogênio para reduzir perdas por ventilação e aumentar a potência específica. • As potências máximas ultrapassam os 1200 MVA a 3000 rpm e os 1650 MVA a 1500 rpm (valores de 1982). 2) Máquinas de rotor com pólos salientes, em que o enrolamento é constituído por bobinas concentradas em torno de sapatas polares. Figura 80- Máquinas de pólos salientes ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FERREIRA VIANA – FAETEC Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas 135 Este tipo de construção é possível para todas as velocidades de rotação síncrona e toda a gama de potências. Este tipo de máquina é usado, por exemplo, em centrais hidrelétricas, acoplado à turbinas Francis ou Kaplan, devido à velocidade ser reduzida, segundo a natureza da queda. Por esse motivo, são máquinas com muitos pólos o que as leva a serem maiores em diâmetro do que em profundidade. Na maior parte das máquinas síncronas existe ainda um terceiro enrolamento colocado no rotor. Este enrolamento é semelhante ao enrolamento tipo gaiola das máquinas assíncronas. Figura 82 – Sapatas polares laminada Figura 81 – Enrolamentos amortecedores ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FERREIRA VIANA – FAETEC Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas 136 Figura 83 – Sapatas polares em ferro laminado
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