Lista de Exercicios Resolvidos Maquinas Sincronas UnilesteMG

Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email UnilesteMG Centro Universitário do Leste de Minas Gerais Departamento de Engenharia Elétrica Lista de exercícios de Máquinas Síncronas 1 Para um gerador síncrono de 60Hz liste seis combinações possíveis de nº de pólos e velocidade 2 Em um certo local da Europa é necessário alimentar uma carga de 300 kW à 60 Hz A única fonte de alimentação elétrica disponível opera à 50 Hz Decidese portanto gerar a potência necessária por meio de um gerador síncrono acionado mecanicamente por um Motor síncrono Quantos pólos devem ter as duas máquinas síncronas para converter 50 Hz em 60 Hz 3 De acordo com ensaios implementados no laboratório descreva máximo 3 linhas a Métodos de partida em Motores síncronos principais limitações b Subexcitação excitação crítica e sobrexcitação e geradores e motores síncronos comportamento das correntes rotórica e estatória e FP Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email c Capacitor síncrono d Curva V das máquinas síncronas 4 Uma máquina síncrona R1 025Ω Xs 38 Ω conexão triângulo opera com Vt 4800º V absorvendo corrente de entrada de 20 Afase FP de 0866 em atraso com perdas rotacionais mecânicas de 700 W Para tais situações a tensão e corrente aplicadas ao rotor é de 150 V e 3 A respectivamente a Esta máquina está operando como Gerador ou Motor b Calcule as potências trifásicas de entradaativa e reativa potência desenvolvida e no eixo e rendimento Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email c Se If for incrementada em 50 sem mudança na carga recalcule a potência reativa Comente2 linhas d Demonstre o diagrama fasorial para as duas condições acima implementando o circulo de capabilidade considerando que a potência máxima seja ligeiramente superior à encontrada em c 5 Um motor síncronoY drena 100 A de uma linha trifásica de 208 V com FP unitário com corrente de campo ajustada em 09 A Considere Xs 130 a Calcule Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email b Calcule a relação m EfIf 6 Considere um gerador síncrono de 480 V 400 kVA 50 Hz 4 pólos FP 085 em atraso seja acionado por um motor diesel de 500 HP e é utilizado para condições de emergência em uma instalação hospitalar Este gerador pode ser interligado com a redealta potência se necessário a Quais as condições necessárias para interligar este gerador à rede b Após interligado tentase acelerar o motor diesel injetando mais combustível O que acontece com a velocidade potências de saída e corrente do gerador Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email c Esboce o diagrama fasorial para a condição da letra b d Considere agora que o gerador está fornecendo potência ativa para a rede O que acontece com as variáveis do gerador se a corrente de campo for incrementada ou decrementada e Esboce os diagramas fasoriais para cada situação da letra d Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email 7 Um motor síncrono de 16 pólos 40 HP 660 V 60 Hz Y está operando com tensão aplicada nominal e com a tensão de entreferro exatamente igual à tensão aplicada por fase com um ângulo de retardo de 5º elétricos em relação à posição síncrona A reatância síncrona é 10 Ω e a resistência de armadura por fase desprezível Calcule a Torque desenvolvido b Máxima potência e máximo torque no eixo que se pode desenvolver considerando que a tensão aplicada ao rotor mantenhase inalterada e sem saturação Atenção Máxima cargaPotência máxima é diferente de plena cargaPot nominal Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email 8 Um motor síncrono de 16 pólos 40 HP 660 V 60 Hz Y está operando com a tensão e freqüência nominais com um ângulo de retardo de 30º elétricos em relação à posição síncrona A reatância síncrona é 10 Ω e a resistência de armadura por fase é de 01Ω Calcule a Torque desenvolvido e no eixo b Máxima potência e máximo torque no eixo que se pode desenvolver considerando que a tensão aplicada ao rotor mantenhase inalterada e sem saturação c Se a excitação de campo for incrementada em 20 qual o no FP Comente a diferença em relação à condição anterior Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email d Demonstre o circulo de capabilidade contemplando a condição das letras a e d 9 De acordo com o verificado nos ensaios práticos com a máquina síncrona a Como se comporta a corrente estatórica e FP com o aumento da tensão do enrolamento rotórico estando a máquina interligada à um barramento infinito b Quais as premissas para interligação de um gerador síncrono à rede de alimentação Quais as principais vantagens da interligação Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email 10 Observase que um gerador síncrono trifásico de pólos lisoscilíndricos Y 325 MVA 26 kV e 60 Hz está operando com uma potência de saída de 250 MW e um fator de potência indutivo de 089 na tensão nominal A reatância síncrona do gerador é 208 Ω Como informação adicional o gerador consegue atingir a tensão nominal a vazio com uma corrente de campo de 342 A Calcule a O ângulo entre a tensão de terminal do gerador e a tensão de entreferro b O módulo da tensão gerada de entreferro Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email c A corrente de campo necessária para esta condição operacional d A máquina está absorvendo ou gerando reativo Qual a intensidade deste reativo e Qual a potência desenvolvida pela turbinaaplicada ao eixo do gerador Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email f Considerando que esta corrente de campo se mantenha inalterada qual a máxima potência desenvolvida g Plotar o círculo de capabilidade mostrando o ponto de operação desta máquina 11 Marque com verdadeiro V ou Falso F a respeito da MS Máquina síncrona A corrente de armadura será mínima para fator de potência unitário na MS O rotor de uma MS é normalmente alimentado por tensão contínua ajustável Geradores síncronos subexcitados geram reativo contribuindo para o aumento do fp Motores síncronos sobrexcitados geram reativo contribuindo para o aumento do fp Os níveis de tensão em barramentos interligados é sensivelmente dependente do fluxo de potência reativa através das linhas de transmissão entre a carga e a geração Os níveis de potência reativa gerada numa MS é diretamente é diretamente dependente da tensão de entreferro da máquina Reação de armadura é a interação no entreferro do fluxo gerado pela corrente de armadura com o fluxo rotórico É usual para um alternador síncrono a variação da tensão terminal gerada através da variação da frequência da tensão aplicada ao enrolamento de campo Para uma MS de pólos salientes a reatância síncrona é igual à soma vetorial das reatâncias de eixo direto e de quadratura O ângulo de carga é independente da solicitação de carga na MS O capacitor síncrono pode ser um regulador linear de tensão em um sistema interligado com maior performance de regulação que os bancos de capacitores instalados nos barramentos de carga Conjugado de relutância é aquele devido à uniformidade de relutância do entreferro da máquina síncrona de pólos lisos O enrolamento amortecedor aumenta o conjugado de regime permanente da MS Classificação da informação Restrita Grupo de Acesso Destinatários deste email A gaiola dupla nos rotores do motor de indução tem a função de controlar a corrente de partida e o conjugado máximo do motor O conjugado de relutância propicia aumento do ângulo de carga máximo A potência ativa disponibilizada por um gerador síncrono é simplesmente função da excitação de campo O aumento do entreferro da MS aumenta sua reatância síncrona A MS pólos lisos pode perder o sincronismo se o ângulo do fator de potência ultrapassar os 90 Para uma MS de pólos salientes a reatância de eixo de quadratura é diretamente proporcional à largura do pólo