Maquinas sincronas parametros

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Máquinas elétricas 
síncronas: modelagem.
Oberdan Holanda Souto.
1. Introdução.
 Para o entendimento das características das máquinas síncronas, 
aproximam-se as características elétricas das máquinas a circuitos 
elétricos.
 Utilização: cálculo dos parâmetros elétricos (internos e externos das 
máquinas).
2. Principais parâmetros elétromagnéticos 
das máquinas síncronas.
 Corrente de armadura;
 Corrente de enrolamento;
 Forçã eletromotriz;
 Fator de potência;
 Ângulo de potência (ângulo de carga);
 Ângulo entre a Femm do rotor e fluxo no entreferro;
 Rendimento;
 Tensão;
 Indutância;
 Fluxo magnético;
 Curva V.
3. Parâmetros eletromecânicos.
 Potência mecânica;
 Velocidade;
 Torque.
4. Indutância de máquinas síncronas.
 A tensão nos terminais de armadura de uma máquina 
síncrona depende:
1) Fluxo concatenado devido à fase de cada 
terminal;
2) Fluxo divido ao enrolamento do campo;
3) Indutâncias mútuas entre as fases.
Figura 1. Rotor e estator de máquina síncrona [1].
4. Indutância de máquinas síncronas.
4.1. Indutância própria do rotor.
 A indutância própria do rotor depende do fluxo no entreferro, devido 
ao rotor e devido ao fluxo disperso. 
 Lff0: indutância devido ao fluxo no entreferro. Lfl: indutância devido 
ao fluxo disperso do rotor.
4.2. Indutância mútua entre rotor e 
estator.
 As indutâncias mútuas variam conforme o ângulo elétrico entre rotor 
e estator.
4.3. Indutância do estator.
 As indutâncias próprias não depende do espaço;
 As indutâncias próprias dependa da componente relacionada ao fluxo 
no entreferro devido ao estator (Laa0) e ao fluxo disperso no estator 
(Lal)
 Como as correntes estão devasadas em 120 graus, as indutâncias 
mútuas entre fases são metada da indutância devido a cada fase do 
enrolamento de armadura.
4.3. Indutância do estator.
4.4. Indutância síncrona.
 Termo referente à indutância resultante no estator devido às 
correntes de armadura de cada fase em regime permanente.
5. Circuito equivalente.
 Pode-se construir um circuito equivalente de uma máquina síncrona.
 Circuito equivalente de um motor síncrono.
 Eaf (tensão interna), Xs (reatância síncrona), Ra (resistência da armadura) e 
Va (tensão externa).
Figura 2. Circuito equivalente motor sincrono[1].
5. Circuito equivalente.
 Circuito equivalente para um gerador síncrono.
 Eaf (tensão interna), Xs (reatância síncrona), Ra (resistência da armadura) e 
Va (tensão externa).
Figura 3. Circuito equivalente 
gerador sincrono[1].
6. Ângulo de potência de máquinas
síncronas em regime permanente.
 O ângulo entre a tensão interna e externa de uma máquina síncrona é 
chamado de ângulo de potência (ângulo de carga).
Figura 3. Circuito equivalente gerador 
sincrono[1].
6. Ângulo de potência de máquinas 
síncronas em regime permanente.
 O ângulo de potência relaciona-se com a potência elétrica máxima em 
uma máquina síncrona.
 Quando positivo, a tensão interna está adiantada em relação à externa.
 Quando negativo, a tensão interna está atrasada em relação à externa.
 Cuidado !!!
Ângulo de potência é diferente de fator de potência. O FP fornece 
o ângulo entre a corrente e a tensão.
6. Ângulo de potência de máquinas 
síncronas em regime permanente.
 Potência máxima de uma máquina síncrona (em caso de máquina 
trifásica, multiplicar por 3) : 
 A potência máxima pode ser obtida variando-se a corrente de campo e 
o ângulo de carga.
 No caso de um gerador, a tensão de saída e a corrente de campo são 
controlados por um regulador automático de tensão (RAT).
7. Regime permanente da máquina
síncrona.
 Em regime permanente, deve-se observar o fator de potência, a
tensão nos terminais das máquinas e a potência nominal.
 Esses são os parâmetros elétricos a serem observados, com relação ao
regime permanente.
 Deve-ser respeitar, também as curvas de capacidade das máquinas
(fornecidas pelos fabricantes).
 As máquinas síncronas podem corrigir o fator de potência da
instalação elétrica.
8. Curva V.
 Alterando-se a corrente de campo,
pode-se alterar o fator de potência da
máquina.
 Essas informações são dadas através
da curva V (relação entre FP, corrente
de armadura e corrente de campo).
 A figura ao lado mostra uma curva V
para gerador. No caso do motor, a
curva é ivertida.
Figura 4. Curva V para gerador síncrono [1].
8. Curva V.
 Quando a máquina opera absorvendo energia reativa, está sub-
excitada; (acrescenta indutância na rede)
 Quando a máquina opera fornecendo energia reativa, está sobre-
excitada. Acrescenta capacitância na rede.
9.Máquinas com rotor de polos salientes.
 No caso das máquinas síncronas com polos salientes, observa-se que 
uma parte do fluxo concatenado encontra-se no eixo inter-polar.
 A fem está disposta em dois eixos: direto (maior concentação) e eixo 
em quadratura (menor concentação).
 A reatância síncrona será composta por: reatância síncrona direta e 
reatância síncrona em quadratura.
9.Máquinas com rotor de polos salientes.
 O potência elétrica total da máquina será resultado da conjugado direto e o 
conjugado de relutância.
9.Máquinas com rotor de polos salientes.
Figura 5. Potência total em máquina síncrona[1].
Referência.
[1]
Maquinas Elétricas - A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Junior, Stephen 
D.Bookma.6° edição.
Referência.
[5] :
WEG. Motores síncronos. http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-
motores-sincronos-artigo-tecnico-portugues-br.PDF. Acessado em 22/07/2017.
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motores-sincronos-artigo-tecnico-portugues-br.PDF