Materiais e Máquinas Elétricas: Agenda da Aula sobre Gerador Síncrono e Diagrama Fasorial

MATERIAIS E MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof Me Alexandre Coelho Agenda da Aula Gerador síncrono Diagrama fasorial Potência e conjugado Diagrama Fasorial Circuito trifásico de armadura do gerador síncrono ligado em estrela Diagrama Fasorial Circuito trifásico de armadura do gerador síncrono ligado em delta Diagrama Fasorial Como as tensões do gerador síncrono são CA elas são usualmente expressas como fasores Fasor informação de magnitude e fase ângulo Pode ser expresso na forma polar retangular ou exponencial Graficamente as interações entre as tensões de fase e a corrente de fase podem ser plotadas em um gráfico bidimensional chamado diagrama fasorial Para a fase A o diagrama fasorial mostra as relações entre EA Vϕ jXsIA e RAIA com a corrente IA Diagrama Fasorial Diagrama fasorial com FP unitário Diagrama Fasorial Diagrama fasorial com FP atrasado Diagrama Fasorial Diagrama fasorial com FP adiantado Diagrama Fasorial Note que a tensão induzida necessária para a produção da mesma tensão terminal é maior quando o gerador alimenta cargas atrasadas do que adiantadas Como a tensão induzida é dada por é necessária uma corrente de campo maior visto que a frequência se mantém fixa Alternativamente para uma dada corrente de campo e uma intensidade de carga a tensão de terminal será menor com cargas atrasadas e maior com cargas adiantadas Potência e conjugado Nem toda potência mecânica que entra no gerador tornase potência elétrica Há perdas durante o processo de conversão de energia O processo de conversão do gerador síncrono pode ser expresso por meio de um diagrama de fluxo de potência A potência mecânica é a potência no eixo do gerador Já a potência convertida para a forma elétrica é dada por γ é o ângulo entre tensão induzida e a corrente da armadura Potência e conjugado A saída de potência elétrica ativa expressa por grandezas de linha é Em grandezas de fase é dada por A saída de potência reativa expressa em grandezas de linha é Em grandezas de fase é Potência e conjugado Diagrama de fluxo de potência Potência e conjugado Como a reatância síncrona Xs é muito maior do que Ra muitas vezes a resistência da armadura é ignorada Com isso uma equação de potência de saída muito útil pode ser deduzida Pelo diagrama fasorial com RA ignorado temse que Potência e conjugado A equação mostra que a potência produzida depende do ângulo δ entre Vϕ e EA conhecido como ângulo interno ou ângulo de conjugado torque Observase também que a potência máxima ocorre quando δ é igual a 90º Logo Potência e conjugado As duas atingem seu valor máximo quando o ângulo do conjugado alcança 90º O gerador nunca ultrapassa esse limite mesmo quando se analisam valores instantâneos Tipicamente à plena carga geradores síncronos têm ângulo de conjugado inferior a 30º