C O N S T R U Ç Ã O

GERADORES SÍNCRONOS

Rotor de Pólos Lisos

Pólos Salientes [1]

Pólos Salientes [2]

Rotor de uma MS brushless

Brushless com excitador piloto

8 pólos, pólos salientes, camanda, brushless

Grandezas Elétricas

120

n pf

2A C

A

E N f

E K

Regulação de Tensão

Problemas com subtensão

Baixar RF aumento IF

Um aumento em IF aumento

Um amento de aumenta

nl fl

fl

V VVR

V

AE K

Torque e Potência

Circuito Equivalente

Porque EA ≠ V ?1. Reação de armadura

2. Auto-indutância das bobinas na armadura

3. Resistência nas bobinas da armadura

4. Efeito da forma dos pólos salientes

Reação de Armadura

Exemplo com carga indutiva

A AV E j X I

Modelo Completo do Gerador Síncrono

A A A A A

A A S A

V E j X I R j X I

V E R j X I

Circutos em Y e

Tensão Induzida [1]

cosM

B B t

e v B l

Revisão

Tensão Induzida [2]

1. Segmento ab , saindo radialmente do rotor. O ângulo entre e no segmento ab é 90○, equanto a quantidade é paralela a l .

180 BB v

v B

cos 180

cos 180

ba

ba

ba M

ba M

e

e v B l

e v B t l

e v B l t

v B l

O sinal negativo deve-se ao fato da polaridade encontrada ser oposta à inicialmente atribuída!

Revisão

Tensão Induzida [3]

1. Segmento bc e da , a quantidade é todo tempo perpendicular a l .

2. Segmento cd , idem segmento ab.

0 v B

cos 0

cos

cd

cd

cd M

cd M

e

e v B l

e v B t l

e v B l t

v B l

0

Revisão

Tensão Induzida [4]

cos 180 cos

2 cos

2 cos

cos

cos

ind ba dc

ind M M

ind M

ind M

ind

ind C

e e e

e v B l t v B l t

e v B l t

e r B l t

e t

e N t

Revisão

Torque Induzido [1]

2 sin

ind

ind S

F i

r i l B

l B

r F

Revisão

Torque Induzido [2]

180

sin sin 180 sin

2 sin

2sin

sin

sin

ind S

R C

ind R S

C

ind R S

ind R S

r i l B

H N i

r lH B

N

K H B

k B B

kind R S

τ B ×B

Revisão

Torque Induzido [3]

sin

ind

ind

ind

ind

ind R net

k

k

k k

k

k B B

net R S

R S

R net R

R net R R

R net

B = B +B

B B

B B - B

B B B B

B B

Revisão

Ângulo de Torque

sin cos

sincos

S A

A S A

A

A

S

X R

E X I

EI

X

3

3 sin

A

A

S

P V I

V EP

X

max

3A

S

V EP

X

15 20

Valores Típicos

sin

3 sin

ind

ind R net

A

ind

S

k

k B B

V E

X

R netB B

indP

Diagrama Fasorial por Tipo de Carga

RL

R

RC

Levantando os Parâmetros do Modelo

Três grandezas devem ser determinadas para descrever o comportamento de um GS:

1. Relação entre corrente de campo e fluxo (ou entre corrente de campo e tensão de armadura)

2. Reatância Síncrona

3. Resistência de Armadura

Ensaio de Circuito Aberto

Ensaio de Curto Circuito

Determinação da Reatância Síncrona

S A

AS

A

X R

VX

I

Razão de Curto Circuito

Definida como a razão entre a corrente de campo com armadura aberta a tensão nominal e a corrente de campo com a ramadura curto-circuitada a corrente nominal.

Ex 5.1 [1]

Um gerador síncrono de 200 kVA, 480 V, 50 Hz, conectado em Y, com uma corrente nominal de campo de 5 A foi testado, e os dados seguintes foram obtidos:

1. VT,OC a corrente nominal IF foi medida de 540 V.

2. IL,SC a corrente nominal IF foi medida de 300 A.

3. Quando uma tensão cc de 10 V foi aplicada aos terminais, foi medida uma corrente de 25 A.

Ex 5.1 [2]

Gerador Síncrono Isolado

nl fl

fl

V VVR

V

Ex 5.2 [1]

Um gerador síncrono de 4 pólos, 480 V, conectado em Delta tem sua característica de tensão de circuito abertomostrado na Figura. Este gerador tem uma reatânciasíncrona de 0,1 e uma resistência de armadura de 0,015 . A carga nominal, a máquina fornece 1.200 com um Fator de Deslocamento 0,8 em atraso. Na condição de carga nominal, as perdas por atrito e ventilação são de 40 kW, as perdas no núcleo são de 30 kW. Ignore as perdas no campo.

a. Qual é a velocidade de rotação deste gerador?b. Quanta corrente de campo deve ser fornecida ao

gerador para tornar sua tensão terminal de 480 V semcarga?