Exercícios Resolvidos de Máquinas Síncronas: Análise de Alternadores e Motores

QUESTÃO 2 Um motor síncrono de rotor cilíndrico aciona uma esteira transportadora sob condições nominais e sobreexcitação segundo cos θ 080 Admitindo que seja esta a condição de carregamento original e que ks 080 pu a Determinar a variação percentual de força electromotriz gerada ΔEf caso a carga mecânica seja reduzida a 75 da original segundo o mesmo cos Φ b A partir da condição do item anterior a determinar a variação percentual da forçaelectromotriz gerada ΔEf determinar qual forçaelectromotriz gerada ΔEf caso c Considerando agora a condição do item anterior b determinar que a var seria a variação percentual d funcionamento do motor 40 Ponto Alternador de rotor liso 4 pólos 60 Hz S 150 K VA 1p 08 φ 3687 V 380 V if 19 Acc Xs 0915 Ω a Regulação e torque à plena carga Ia 5 3 VL 150k3 380 2279 A Ef Vk j Xs Ia 380 3 j 0915 2279 3687 38278 2584 V Reg Ef Vl 100 Vl 38278 220 100 220 7399 T P ω 5 cosφ 2π 60 Ω Ω 120 60 4 1800 150 103 cos 3687 2π 1800 60 63662 N m b Φ 0 if Vt2 Xs Ia2 k 38032 0915 22792 2015 Ef k if k Ef if 38278 19 2015 1504 QUESTÃO 1 Um alternador de rotor cilíndrico quatro pólos 150 kVA 380 Volt entre fases cos Φ 080 indutivo 60 Hz Xs 0915 Ωfase funciona sob condições nominais com excitação de campo if 190 Acc Determinar no caso a A regulação do alternador à plena carga b O valor da corrente de excitação if ao se interligar cargas de natureza resistiva sob condições nominais de tensão e corrente de armadura a Vt jxs Ia Ef Depois da redução P 075 08 06 Ia 06 1 Cos3687 075 pu Efnv 1 j 08 075 L 3687 Efnv 08 L 3687 ΔEf 082 08 082 243 b Ia será mínima quando φ 0 Ia 06 1 Cos0 06 pu Ef 1 j 08 06 L 0 Ef 111 L 2564 ΔEf 111 08 111 279 c Os reativos originais de funcionamento do motor são Q 06 PU Assim o ângulo de carga será φ arctan QP arctan 0606 45 Ia 06 1 Cos45 085 pu Ef 1 j 0806 L 45 Ef 074 L 2719 pu ΔEf 074 111 074 50 b P 06 pn Fanm Ef P Vt Ia cosφ Ia P NOVO Vt cosφ P cosφ 1 Ia é min φ 0 diagram Ia 06 11 06 L 0 pu Ef Vt j x s Ia 1 L 0 j 08 06 L 0 Ef NOM 111 L 2564 pu Ef Ef NOM Ef NOVO Ef NOM 100 3105 A MENOS c Ef P ORICINAL P06 pu Q S senφ 1 sen 3687 06 pu φ tg1 QP45 Q Vt Ia senφ 06 1 Ia sen 45 Ia 085 L 45 pu Ef NOVO 1 L 0 j 08 085 L 45 Ef NOVO 156 L 1793 pu Ef Ef NOM Ef NOVO Ef NOM 100 31 A MENOS Questão 2 Um motor síncrono aciona uma esteira transportadora sob condições nominais e sobreexcitada segundo um fator de potência igual a 080 Admitindo que esta seja a condição de carga original e que o valor da sua reatância síncrona seja de 080 pu a Determine a variação percentual da excitação do motor caso a carga mecânica seja reduzida a 75 da original segundo mesmo fator de potência b Considerando a condição de carga modificada item a determine a variação percentual da excitação do motor de modo que a corrente circulante na armadura da máquina seja a mínima possível c Ainda considerando a condição de carga modificada item a determine qual seria a variação percentual desta excitação a partir da mínima corrente circulante na armadura caso fossem restaurados os reativos originais de funcionamento do motor 30 Pontos 2 MOTOR SOBREEXCITADO fp 08 au1 Xs 08 pu a Ef PNOVA 075 PNOM MANTIDO O TP PNOM Vt Ia cosφ 0 8 1 Ia 08 Iã 1 L 3687 Ef NOM 1 L 0 j 08 1 L 3687 161 L 2339 pu PNOVA 07508 06 pu P Vt Ia cosφ 06 1 Ia 08 Ia 075 L 3687 pu Ef NOVO Vt j xs Iã 1 L 0 j 08075 L 3687 EF NOM 144 L 1944 pu Ef 1 EF NOVO Ef VIZIHO x 100 161 144 161 1055 A MENOS QUESTÃO 3 Um turboalternador de uma usina da CHESF BongiPE é uma turbina à gás natural PMP 095 pu equivalentes sob condições sobreexcitado segundo cosφ 080 Admitindo que sejam observados o funcionamento do conjunto turbinamáquina elétrica e sendo XS 115 p ③ a P Vt Iacosφ 095 11cosφ φ 3819 Ɛf Vt j Xs Ia 1 j 11513819 174 3880 pu b Variação percentual 095 080095 1579 c Original S 08 j 06 pu Depois S P j Q Q S2 P2 031 Variação percentual 06 03106 4833