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Gerador Síncrono
Disciplina: Máquina elétricas e Transformadores II
Docente: Jurema Piansky
Gerador Síncrono
Disciplina: Máquina elétricas e Transformadores II
Discentes: Edilton, Gabriel e Pablo
Préfacio
Definição
Por Que Utilizar Motores Síncronos?
Introdução
Tensão induzida
Gerador Síncrono
Partes principais de um gerador:
Velocidade Síncrona
Partes de um gerador
Conclusão
Referencias
Definição
Geradores síncronos ou alternadores são máquinas síncronas utilizadas para converter potência mecânica em potência elétrica CA. O funcionamento dos geradores síncronos dar-se quando operam isoladamente, ou quando operam em conjunto com outros geradores.
Estes são denominados assim porque a velocidade do seu rotor é sincronizado com o campo girante que é estabelecido no estator.
Definição
Definição
Assim, a fonte de potência mecânica do gerador (máquina primária, máquina motriz) pode ser um motor a diesel, uma turbina a vapor, hidráulica, essa máquina deve ser capaz de manter a velocidade de rotação do gerador constante, independente do consumo de potência ativa.
Como podemos considerar a frequência que alimenta o motor constante, bem como seu número de pólos, podemos considerar o motor síncrono CA uma máquina de velocidade constante.
Definição
Como observação, vale salientar que para o funcionamento de um motor síncrono é requerido a aplicação de uma tensão alternada no estator, sendo a excitação do campo rotórico feita por meio de uma fonte de corrente contínua, que pode ser obtida diretamente de uma fonte externa, ou de uma excitatriz conectada ao eixo do motor. 
Por Que Utilizar Motores Síncronos?
Correção do Fator de Potência
Devido a possibilidade de variação da excitação do campo, o motor síncrono possui uma característica que nenhum outro possui, que é permitir a variação do fator de potência. 
O motor síncrono pode ajudar a reduzir os custos de energia elétrica e melhorar o rendimento do sistema de energia, corrigindo o fator de potência na rede elétrica onde está instalado. 
Ele pode sim ser uma alternativa para a correção do fator de potência, com relação ao tradicional método do uso de capacitores.
Por Que Utilizar Motores Síncronos?
Alta Capacidade de Torque 
O motor síncrono é projetado com alta capacidade de sobrecarga, mantendo a velocidade constante mesmo em aplicações com grandes variações de carga.
 
Introdução
A maior parte dos conversores eletromecânicos de energia de alta
potência são baseados em movimento rotacional.
São compostos por duas partes principais:
Parte fixa, ou ESTATOR
Parte móvel, ou ROTOR
Tensão Induzida
À medida que o rotor gira, o fluxo magnético concatenado varia senoidalmente entre os eixos magnéticos das bobinas do estator (defasadas de 120º geométricos) e do rotor.
Se o rotor está girando a uma velocidade angular constante ωm, pela lei de indução de Faraday, a tensão induzida na fase “a” é:
ea = Emax sinwmt
A tensão induzida nas outras fases são também senoidais, mas defasadas 1200 elétricos em relação a da fase “a”.
Gerador Síncrono
Estator com três enrolamentos defasados de 120º geométricos. Rotor constituído por um enrolamento energizado em corrente contínua (fonte cc externa), produzindo um campo constante no entreferro (Br) é colocado em movimento por uma máquina primária (turbina hidráulica, gás ou vapor) de forma que Br tenham um movimento relativo aos enrolamentos do estator.
Gerador Síncrono
Devido ao movimento relativo de B, Gerador síncrono
Br, a intensidade do campo magnético que atravessa os 
enrolamentos do estator irá variar no tempo. 
E pela lei de Faraday, teremos uma tensão induzida
nos terminais dos enrolamentos do estator.
A frequência elétrica da tensão induzida está 
“sincronizada” com a velocidade mecânica.
Velocidade Síncrona
Velocidade do campo girante em uma máquina multi-pólos:
Campo girante é uma onda de f.m.m. que se desloca ao longo do entreferro com velocidade síncrona 120f/P formando “P” pólos girantes ao longo do entreferro.
Considerando a frequência de alimentação de 60 Hz pode-se
montar a seguinte tabela:
Gerador Síncrono 
Com os terminais dos condutores alimentando uma carga elétrica surgira uma corrente, fornecida pelo gerador elétrico.
O enrolamento da Armadura (estator) é trifásico e distribuído assim ligado diretamente à carga;
Gerador Síncrono 
Os enrolamentos são posicionados com diferença angular de 120°; assim a tensão induzida nos enrolamentos serão defasados em 120°, com ligação em estrela ou triangulo 
Gerador Síncrono 
O Rotor é alimentado em CC e produz campo senoidal no entreferro; 
Pólos Salientes: Com o gap variável nas faces polares; 
Gerador Síncrono 
Pólos lisos: através da distribuição das bobinas na superfície do rotor
Gerador Síncrono 
Máquinas com muitos pólos e velocidade baixa, geralmente tem o rotor de pólos salientes.
 diâmetro grande
 comprimento pequeno 
eixo vertical 
Gerador Síncrono 
Gerador Síncrono 
Máquinas com poucos pólos e velocidade elevada, geralmente tem o rotor cilíndrico;
 diâmetro pequeno 
comprimento grande 
eixo horizontal
Gerador Síncrono 
Gerador Síncrono 
Geradores síncronos são utilizados em usinas hidrelétricas e termelétricas.
Usinas hidrelétricas:
Máquinas de eixo vertical.
Rotor de pólos salientes
Grande diâmetro.
Grande números de pólos
Velocidade 100-360RPM
Gerador Síncrono 
Geradores síncronos são utilizados em usinas hidrelétricas.
Usinas hidrelétricas:
Máquinas de eixo vertical.
Rotor de pólos salientes
Grande diâmetro.
Grande números de pólos
Velocidade 100-360RPM
Gerador Síncrono 
Geradores síncronos são utilizados em usUsinas termelétricas:
Maquinas com eixo horizontal
Rotor cilíndrico e de pouco diâmetro
2 ou 4 pólos 
Velocidade 1800-3600 RPM
GERADORES SINCRONOS
Tipos de Gerador:
A principal diferença entre os tipos de geradores é a sua forma de alimentação continua para fluir na excitação do motor. 
Excitação independente: Alimenta o rotor através de anéis rotativos e escovas. 
Gerador Síncrono 
Disco de Acoplamento
Bucha de Acoplamento
Flange
Ventilador
Rotor Principal
Gerador Síncrono 
6 Rotor Excitatriz
7 Caixa de Ligação
8 Carcaça
9 Tampa de caixa de ligação
10 Estator Excitatriz
11 Tampa Traseira
12 Veneziana
GERADORES SINCRONOS
Partes principais de um gerador:
Estator: parte fixa do gerador, também chamado de circuito de armadura, esta composta por uma carcaça metálica e um enrolamento no qual se induzira uma tensão que medira o terminal ou terminais. Os enrolamentos do estator de um gerador CA esta conectado geralmente em conexão estrela.
Rotor: também chamado de circuito de campo, e a parte móvel do gerador, quer dizer, La que estará girando a velocidade constante, esta composto por uma carcaça metálica e um enrolamento, no qual se alimentara com cc para criar um campo magnético giratório.
Ventilador: é o responsável de refrigerar o gerador de tal maneira que evite o superaquecer, esta acoplada no eixo de rotação.
GERADORES SINCRONOS
Partes principais de um gerador:
Carcaça: É o invólucro do gerador, sua função principal é evitar o contato com os circuitos internos (proteção), assim como manter fixo o gerador.
Eixo: fabricado, comumente, em aço forjado com carbono, de uma só peça tratada termicamente para alcançar uma estrutura homogênea livre de tensão.
Sistema de excitação: um sistema de excitação ou um sistema de controle de excitação é uma combinação de aparatos desenhados para fornecimento e controlar a corrente de campo do gerador por meio de reguladores automáticos.
GERADORES SINCRONOS
Tipos de Gerador:
Excitação principal e excitação piloto: A máquina principal continuamente tem como um enrolamento do campo outra maquina de excitação independente acionada por ele mesmo. 
Eletrônica de potencia: Desde a saída trifásica do gerador, retifica-se um sinal mediante a um retificador controlado, e desde o
mesmo alimenta-se diretamente em continua ao rotor mediante de um jogo de contatores (anéis e escovas). O arranque se efetua utilizando uma fonte auxiliar (bateria) ate conseguir arrancar
GERADORES SINCRONOS
Tipos de Gerador:
Sem escovas de diodos giratórias: A fonte é continua em um retificador localizado dentro do motor que é alimentado em CA por um gerador em um mesmo eixo, e o seu enrolamento de campo é excitado desde um retificador controlado que retifica o sinal gerado por umas imas permanentes em seu rotor. 
GERADORES SINCRONOS
Tipos de Gerador:
Excitação estática: O enrolamento do campo do rotor é alimentado desde um transformador e retificador que tomam a tensão e corrente de saída do estator. O transformador tem dois enrolamentos primários (tensão e intensidade) que se conectam em paralelo e em serie da saída do estator. 
O transformador diminui e retifica a tensão de saída, esta se aplica ao rotor por meio das escovas e anéis deslizantes. Este é um sistema de auto regulação intrínseca, já que ao aumentar o consumo sobre o gerador tem o enrolamento em serie aumentando o fluxo do transformador, portanto, aumenta a excitação do gerador.
Conclusão
Video Weg.
Referencias
MOTORES SINCRONOS,(2018),DISPONIVEL:
http://www.estgv.ipv.pt/PaginasPessoais/eduardop/MqE/Motores%20s%C3%ADncronos.pdf
MOTORES SINCRONOS WEG,(2018),DISPONIVEL:
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motores-sincronos-artigo-tecnico-portugues
br.PDF
INTRODUÇÃO A MAQUINA SINCRONA,(2018),DISPONIVEL:
http://www.cpdee.ufmg.br/~gbarbosa/Disciplina%20de%20M%E1quinas%20El%E9tricas/Di
sciplina%20de%20M%C3%A1quinas%20El%C3%A9tricas/apost02.pdf