Máquina síncrona 3

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Information about Máquina síncrona 3
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Published on February 10, 2009

Author: jimnaturesa

Source: slideshare.net

Description

Máquina síncrona - parte 3.

Máquina síncrona – terceira parte Jim S. Naturesa

Máquina de pólos salientes

Máquina de pólos salientes - rotor

Máquina de pólos salientes - estator

Máquina de pólos salientes As principais características do gerador síncrono de pólos salientes são: Baixa rotação. Relutância magnética (oposição a passagem do fluxo magnético) variável: ela apresenta baixo valor na direção do eixo direto ( eixo d ) e um alto valor na direção do eixo em quadratura ( eixo q ). A reatância síncrona ( Xs ) é formada por duas componentes: a reatância de eixo direto ( Xd ) e a reatância de eixo em quadratura ( Xq ).

As principais características do gerador síncrono de pólos salientes são:

Baixa rotação.

Relutância magnética (oposição a passagem do fluxo magnético) variável: ela apresenta baixo valor na direção do eixo direto ( eixo d ) e um alto valor na direção do eixo em quadratura ( eixo q ).

A reatância síncrona ( Xs ) é formada por duas componentes: a reatância de eixo direto ( Xd ) e a reatância de eixo em quadratura ( Xq ).

Máquina de pólos salientes A corrente de armadura ( Ia ) também pode ser dividida em duas componentes: corrente de eixo direto ( Id ) e de eixo em quadratura ( Iq ). Ia = Id + Iq

A corrente de armadura ( Ia ) também pode ser dividida em duas componentes: corrente de eixo direto ( Id ) e de eixo em quadratura ( Iq ).

Ia = Id + Iq

Máquina de pólos salientes O modelo matemático do gerador e o seu respectivo diagrama fasorial pode ser visualizado abaixo:

O modelo matemático do gerador e o seu respectivo diagrama fasorial pode ser visualizado abaixo:

Equações básicas Pelo diagrama fasorial do gerador síncrono podemos deduzir que: Ef = Vt + Ia Ra + Id jXd + Iq jXq Se o valor de Ra for desconsiderado temos: Ef = Vt + Id jXd + Iq jXq O ângulo ψ vale: ψ = Φ + δ As correntes valem: Id = Ia sen( ψ ) = Ia sen( Φ + δ ) Iq = Ia cos( ψ ) = Ia cos( Φ + δ )

Pelo diagrama fasorial do gerador síncrono podemos deduzir que:

Ef = Vt + Ia Ra + Id jXd + Iq jXq

Se o valor de Ra for desconsiderado temos:

Ef = Vt + Id jXd + Iq jXq

O ângulo ψ vale:

ψ = Φ + δ

As correntes valem:

Id = Ia sen( ψ ) = Ia sen( Φ + δ )

Iq = Ia cos( ψ ) = Ia cos( Φ + δ )

Equações básicas O ângulo de carga δ pode ser encontrado pela expressão: A tensão induzida pode ser calculada por: Ef = Vt cos( δ ) + IdXd

O ângulo de carga δ pode ser encontrado pela expressão:

A tensão induzida pode ser calculada por:

Ef = Vt cos( δ ) + IdXd

Equações básicas As equações de potência são:

As equações de potência são:

Curva ângulo de potência versus potência

Curva ângulo de potência versus potência

Aplicações Barramento infinito

Barramento infinito

Aplicações Paralelismo com o barramento infinito. Antes de se conectar um gerador com a rede, ele precisa ter a mesma: Tensão; Freqüência; Seqüência de fase e Fase. Na figura a seguir temos as seguintes definições: E A , E B e E C são os fasores das tensões da rede; E a , E b e E c são os fasores das tensões do gerador; E Aa , E Bb e E Cc são as diferenças de tensões.

Paralelismo com o barramento infinito.

Antes de se conectar um gerador com a rede, ele precisa ter a mesma:

Tensão;

Freqüência;

Seqüência de fase e

Fase.

Na figura a seguir temos as seguintes definições:

E A , E B e E C são os fasores das tensões da rede;

E a , E b e E c são os fasores das tensões do gerador;

E Aa , E Bb e E Cc são as diferenças de tensões.

Aplicações

Aplicações Podemos utilizar três lâmpadas para auxiliar no sincronismo entre os sistemas.

Podemos utilizar três lâmpadas para auxiliar no sincronismo entre os sistemas.

Aplicações A corrente de campo (If) devem ser ajustada para que as tensões nos voltímetros (V1 e V2) sejam iguais. Se a seqüência estiver correta todas as lâmpadas terão o mesmo brilho. Se a freqüência não for a mesma as lâmpadas brilharão em seqüência.

A corrente de campo (If) devem ser ajustada para que as tensões nos voltímetros (V1 e V2) sejam iguais.

Se a seqüência estiver correta todas as lâmpadas terão o mesmo brilho.

Se a freqüência não for a mesma as lâmpadas brilharão em seqüência.

Situações (1) Tensões diferentes, mas freqüência e seqüência de fase iguais – figura a . Diferença entre as tensões V1 e V2. Correção: ajustar a corrente de campo (If). (2) Freqüências diferentes, tensões e seqüência de fase iguais – figura b . As lâmpadas brilharão com a mesma intensidade, mas em seqüência. Correção: a rotação deve ser ajustada. Devemos também ajustar a corrente de campo.

(1) Tensões diferentes, mas freqüência e seqüência de fase iguais – figura a . Diferença entre as tensões V1 e V2. Correção: ajustar a corrente de campo (If).

(2) Freqüências diferentes, tensões e seqüência de fase iguais – figura b . As lâmpadas brilharão com a mesma intensidade, mas em seqüência. Correção: a rotação deve ser ajustada. Devemos também ajustar a corrente de campo.

Situações (3) Seqüência de fase diferentes, mas tensão e freqüências são iguais – figura c . As lâmpadas brilharão com intensidades diferentes. Correção: trocar duas fases. (4) Fases diferentes - figura d . Correção: a freqüência do gerador deve ser levemente alterada.

(3) Seqüência de fase diferentes, mas tensão e freqüências são iguais – figura c . As lâmpadas brilharão com intensidades diferentes. Correção: trocar duas fases.

(4) Fases diferentes - figura d . Correção: a freqüência do gerador deve ser levemente alterada.

Referências Flarys, F. Eletrotécnica Geral – Teoria e Exercícios Resolvidos. Editora Manole. Kuznetsov, M. Fundamentals of Electrical Engineering . Peace Publishers - Moscow. Nasar, S. Electric Machines and Electromechanics – Second Edition . Schaum’s Outlines. Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley and Sons. Yamayee, Z. & Bala Jr, J. Electromechanical Energy Devices and Power Systems . John Wiley and Sons.

Flarys, F. Eletrotécnica Geral – Teoria e Exercícios Resolvidos. Editora Manole.

Kuznetsov, M. Fundamentals of Electrical Engineering . Peace Publishers - Moscow.

Nasar, S. Electric Machines and Electromechanics – Second Edition . Schaum’s Outlines.

Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley and Sons.

Yamayee, Z. & Bala Jr, J. Electromechanical Energy Devices and Power Systems . John Wiley and Sons.

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