Slides Aula 10 Conversão Eletromecânica 2021 2

03/02/2022 Conversão Eletromecânica de Energia Professores: Domingos Sávio Lyrio Simonetti Augusto César Rueda Medina Departamento de Engenharia Elétrica - UFES Aula 10 I. Inspeção física II. Associação CA Série III.Método do Golpe Indutivo DETERMINAÇÃO DA POLARIDADE DOS ENROLAMENTOS A marca da polaridade em bobinas acopladas e transformadores indica os terminais que instantaneamente apresentam a mesma polaridade. Foram apresentadas três formas distintas de levantar a localização dos pontos. Em todas três, escolhe-se um enrolamento (aleatório) como primário e atribui-se a um de seus terminais a polaridade. 03/02/2022 Vamos observar mais atentamente o teste de associação em CA N2 N1 ~ V V V1 VSAÍDA V V2 VSAÍDA = V1 + V2 Ao fazer uma conexão aditiva de dois enrolamentos que compartilham o mesmo fluxo, uma tensão que é a soma das tensões de cada enrolamento é obtida entre os terminais não conectados. O equipamento que se obtém é chamado Autotransformador Elevador AUTOTRANSFORMADORES Vantagens: - Menor custo (um único enrolamento, núcleo menor para a potência) - Menor volume - Menor queda de tensão (melhor regulação de tensão) - Melhor rendimento (menores perdas nos enrolamentos). - Perda de isolamento galvânico entre as bobinas - Correntes de curto-circuito mais elevadas (menor impedância série para a potência) Desvantagens: 03/02/2022 AUTOTRANSFORMADORES Autotransformador Elevador A tensao de saida é maior que a de entrada. lL > é lent= L1+I2 (LKC) No _ I V saida= Vi t+V2 (LKT) ent Oo Vsaida Vi Ni _lb “ & Vy No | Obs: qualquer transformador pode ser conectado como autotransformador, bastando conectar seus terminais e respeitar a capacidade de tensao e corrente dos enrolamentos. AUTOTRANSFORMADORES Autotransformador Elevador bP a — V entrada = V, _ N, mer! Vota ~~ Vi tV_ NL +N, N2 " V2 Se fosse usado como transformador: \ Vsaida Strato V =Vol, 1 . como autotrafo: Vi N; Sautotrafom Y 1 Lat=V saidalo Sautotrafo = Villa + 12) = (V1 + Va)I2 Ny Ny > Sautotrafo = VizIy 1 +—]= VoI5 1 +— N2 N2 03/02/2022 AUTOTRANSFORMADORES Stransformador Autotransformador Elevador Ny Ni Sautotrafo = Vidi +1) = +VaI2 > Sautotrafo + No] No 2 2 I2 > -capacidade de poténcia é aumentada de N,/N, N2 : V2 I -o rendimento como autotransformador é superior Vsaida yh . . : , . A parcela V,I, (=V,I,) € transferida a saida por Vi N, transformacdo, sendo chamada de Poténcia Transformada. A parcela restante (V,I,N,/N,) chama-se Poténcia Conduzida, pois é transferida a saida por conducdo (I,N,/N,=I,, que circula diretamente da entrada para a saida). AUTOTRANSFORMADORES Vent =V1 + V2 Isatda = 1 + 12 Autotransformador Abaixador yo M_ Vo No hy I, — a = Ventrada = V; + V, = Ny + Ng autotrafo Veaida Ve Np Ni V ! Se fosse usado como transformador: Isaida _ _ <—_ Vent Strafom V 1 I 1 =V1, como autotransformador: ° Ll = = V2 N2 t “ S autotrafo Venthy Vol caida Sautotrafo = V2Ca + 12) = M1 + Val N2 N2 > Sautotrafo = Vily 1 + N, = Vo I, 1 + N, 1 1 a capacidade de poténcia aumenta de (N,/N,) 03/02/2022 AUTOTRANSFORMADORES Autotransformador Variavel - VARIAC ajustavel f 1 Vs aida << 2 Ne “ a Si oo < ' -¥ — VY . ExeRCICIOs Sautotrafo = Vi(ls +12) = Ws + Va) Ia | I; ips Um transformador de 30kVA, 2,4kV/0,6kV, é conectado como autotransformador elevador alimentado em 2 kV. ° Calcule: Nz ¢| V2 Tent a) Atensdo de saida; —- Visss I b) A poténcia nominal desta conexdo; , Vi N; c) Suas parcelas transformada e conduzida 03/02/2022 ASSOCIAÇÃO DE TRANSFORMADORES EM PARALELO A utilização do paralelismo é recomendada nas seguintes situações: a) quando houver a necessidade de aumentar a potência disponível; b) nos casos de necessidade de manutenção de um transformador sem o corte do fornecimento de energia elétrica; c) alimentação de cargas sazonais. ASSOCIAÇÃO DE TRANSFORMADORES EM PARALELO: CUIDADOS A TOMAR Fontes de tensão em paralelo: • A associação de fontes de tensão em paralelo só é permitida quando as fontes de tensão são idênticas. LKT: 10V-10V=0V  OK! LKT: 5V-10V=-5V ≠ 0V  Falha! CURTO !!!! • Caso contrário: 03/02/2022 ASSOCIACAO DE TRANSFORMADORES Relembrando: > Oprimario do transformador é, para a rede elétrica, a carga. > Osecundario do transformador é, para a carga, a fonte de alimentacdao. > Logo, a tensdo secundaria de transformadores em paralelo devem ser idénticas! . . > > > Tn In L Vi ° eva e e e Nur p Not V2=Va =V2 Vo => I2 Vir ° Ni ASSOCIACAO DE TRANSFORMADORES Condicoes: Conexdo a vazio (sem carga) LKT: => {2"ean| >> In L Mm Mm Vi° V947-Z" eq,11-l21+Z'eq,12-l29-V29=0 Ni Para I|,,= -l,. =0, entao: ‘ 1 V2 V91-V29=0 = 12 car2| sy, May Ip => Vasey = Viz Vi ® Np 2" -q.71 € @ impedancia série equivalente do transformador Ti, visto pelo secundario. 03/02/2022 ASSOCIACAO DE TRANSFORMADORES Condicdes: 1. Tenham a mesma relacdo de Sean | tS transformacdo se conectados ao tn hi h mesmo alimentador, ou: vu ® Var vy Naw _y Noo a 1 = 12 V> Se Vi, = V2 To x Ent3o basta “tt= “2 Vn® N21 No2 N 12 2. Possuam a mesma polaridade; —< 3. Pertencam a um mesmo grupo de deslocamento angular (comentado apos transformadores trifasicos). ASSOCIACAO DE TRANSFORMADORES Divisdo de corrente / poténcia entre os transformadores: Conexdo com carga Da analise por LKT: = > 42” 2411 | 2 Como V,=V29, entao: Ti Ta nN_— . . vi ® °Vn1 Ary AV71=AVr2 Niu Nai " - oe " 271° 121=l22 °° 272 ; 7 a = yea 12 " ° * ws 272 — /21_ 51 12 = = Fe Zz I22 S3 Np T1 A corrente e poténcia se dividem na relacdo inversa da impedancia dos transformadores. 03/02/2022 EXERCICIOS - PARALELISMO [— los 1) Dois transformadores de 13,8/0,44kV- : Cf = = 60Hz, de poténcias nominais 100 kVA e 150 |B yg | kVA e impedancias equivalentes z,, € Z;, Sdo pi'—"] conectados em paralelo, constituindo o que se denomina um banco de transformadores | —_——_ | em paralelo, como mostra a figura. A of] Determine: — a) A poténcia aparente total que a associagdo consegue alimentar, se Z;,=1,52,. b) Sea poténcia na carga é de 150kVA, quais as correntes |,, e|,,? 272 — /21 S41 Zp, I22 S83