Instalações Elétricas - Sistemas Trifásicos - Aula 8

Universidade Senai Cimatec Engenharia Química Instalações Elétricas Aula 08 Sistemas Trifásicos Moisés Araujo Oliveira Professor Assistente Sistemas Embarcados moisesoliveirabadocentesenaibr Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 1 Sumário Introdução Sistemas Trifásicos Equilibrados Ligação Estrela Ligação Delta Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 2 Introdução Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 3 Introdução As tensões trifásicas são produzidas normalmente por um gerador CA trifásico ou alternador Esse gerador é constituído basicamente por um ímã rotativo rotor envolto por um enrolamento fixo estator Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 4 Introdução Um sistema trifásico equivale a três circuitos monofásicos Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 5 Introdução Um sistema trifásico típico é formado por três fontes de tensão conectadas a cargas por três ou quatro fios ou linhas de transmissão Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 6 Vantagens Comparando a sistemas monofásicos é possível transmitir mais potência usando menos cabo peso total de cobre Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 7 Vantagens A potência trifásica pt é constante enquanto que no sistema monofásico é pulsante pt vi vi vi 3VIcosφ o que contribui para o aumento da eficiência e vida útil dos equipamentos trifásicos Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 8 Vantagens Permite flexibilidade na escolha de tensões entre fases Vff ou faseneutro Vfn Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 9 Sistemas Trifásicos Equilibrados Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 10 Sistema Equilibrado Um sistema é dito EQUILIBRADO se as fontes de tensão tiveram a mesma amplitude frequência ω e defasamento de 120º VanVbnVcn Tensões de Fase tensões entre as linhas abc e o neutro n Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 11 Sequência de fases A sequência de fases é a ordem cronológica na qual as tensões passam através de seus valores máximos Ela é determinada pela ordem na qual os fasores passam por determinado ponto no diagrama de fases Essa sequência de fases é importante em sistemas de distribuição de energia trifásicos porque determina por exemplo o sentido da rotação de um motor ligado a uma fonte de energia elétrica Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 12 Sequência de fases POSITIVA Conforme os fasores giram no sentido antihorário com frequência ω passam pelo eixo horizontal em uma sequência abcabca Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 13 Sequência de fases NEGATIVA À medida que os fasores forem girando no sentido antihorário passam o eixo horizontal em uma sequência acbacba Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 14 Ligação Estrela Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 15 Ligação em Estrela Considerando Va como referência φ0º e sequência direta Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 16 Tensões de Fase e de Linha Tensão de fase entre o centro da estrela e o terminal do gerador VAN VBN VCN Tensão de linha entre os condutores que ligam o gerador a carga VAB VBCVCA Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 17 Relação de Tensão de Fase e Tensão de Linha Portanto a magnitude das tensões de linha Vl é 3 vezes a magnitude das tensões de fase Vf Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 18 Relação de Tensão de Fase e Tensão de Linha Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 19 Relação de Tensão de Fase e Tensão de Linha Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 20 Corrente de Fase e Corrente de Linha Corrente de fase percorre cada bobina do gerador IA IB IC Corrente de linha percorre os condutores neste caso iguais as correntes de fase Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 21 Tensões e Correntes Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 22 Exemplo Calcule as correntes de fase e corrente de linha do circuito Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 23 Exemplo Calcule as correntes de fase e corrente de linha do circuito SOLUÇÃO Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 24 Exemplo Calcule as correntes de fase e corrente de linha do circuito SOLUÇÃO Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 25 Potência A potência total entregue por um gerador trifásico ou absorvida por uma carga trifásica é facilmente encontrada pela adição da potência de cada uma das três fases Já que todas as impedância são iguais e todas as correntes são iguais Em um circuito trifásico equilibrado a potência total é obtida multiplicandose a potência de uma das fases por 3 já que a potência é a mesma nas três fases Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 26 Potência Utilizando as relações de VP e VL bem como IP e IL temos que Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 27 Exercícios 1 Dada uma carga equilibrada em estrela sistema trifásico simétrico Considere a sequência de fase direta Van220 30ºDetermine as tensões de fase e de linha e desenhe os diagramas 2 Dada uma carga equilibrada em estrela sistema trifásico simétrico Considere a sequência de fase inversa Van220 30ºDetermine as tensões de fase e de linha e desenhe os diagramas 3 Em um circuito trifásico equilibrado a tensão Vab220 50º Determine todas as tensões e as correntes numa carga em conexão estrela tendo uma impedância ZL10 20 Desenhe os diagramas de tensões e correntes na carga e despreze a impedância dos fios 4 Determine as potências trifásicas ativa reativa e aparente para o sistema do exercício 3 Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 28 Ligação Delta Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 29 Exemplo Calcule as correntes de fase e as correntes de linha do circuito Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 30 Exemplo Calcule as correntes de fase e as correntes de linha do circuito SOLUÇÃO Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 31 Exemplo Calcule as correntes de fase e as correntes de linha do circuito SOLUÇÃO Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 32 Exercícios 1 Um sistema trifásico simétrico tem uma carga equilibrada em delta Considerando que a sequência de fase é ABC e VAB22060º V determine as tensões de fase e de linha Desenhe os diagramas fasoriais 2 Um sistema trifásico simétrico tem uma carga equilibrada em delta Considerando que a sequência de fase é ACB e VAB220 60º V determine as tensões de fase e de linha Desenhe os diagramas fasoriais 3 Uma carga equilibrada em com Z12 30º Ω e uma carga ligada em estrela com ZY 5 45º Ω são alimentadas por um sistema trifásico com VL 208 V Calcule a corrente na linha potência ativa potência reativa potência aparente e o fator de potência Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 33 Referências NAHVI Mahmood EDMINISTER Joseph A Schaums Outline Of Theory And Problems Of Electric Circuits McGrawHill 2003 ALEXANDER Charles K SADIKU Matthew NO Fundamentos de circuitos elétricos AMGH Editora 2013 HAYT JR William H KEMMERLY Jack E DURBIN Steven M Análise de Circuitos em Engenharia AMGH Editora 2014 Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 34 Obrigado Dúvidas Contato moisesoliveirabadocentesenaibr Prof Moises Oliveira SENAI CIMATEC Instalações Elétricas Aula 8 Sistemas Trifásicos 35