Maquinas sincrono

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Máquinas Síncronas
Máquinas Eléctricas ESTG-IPL 2000/2001

Conteúdo
1 Generalidades 1.1 Particularidades construtivas . . . . 1.1.1 Máquinas de rotor cilíndrico 1.1.2 Máquinas de pólos salientes 1.1.3 Enrolamento amortecedor . 2 Excitação 3 Funcionamento enquanto gerador 3.1 Análise de funcionamento . . . . . . . . 3.2 Circuito equivalente . . . . . . . . . . . . 3.3 Determinação dareactância síncrona . . . 3.3.1 Ensaio de circuito aberto . . . . . 3.3.2 Ensaio de curto-circuito . . . . . 3.3.3 Reactância síncrona não-saturada 3.3.4 Reactância síncrona saturada . . . 4 Características de potência e binário 5 Curvas de capabilidade 6 Geradores independentes 7 Funcionamento em paralelo com a rede 7.1 Condições para paralelismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.2 Relação Frequência-potência e Tensão-Potência reactiva . . . . . . . . . . . . . 8 Funcionamento como motor 8.1 Circuito equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Arranque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Máquinas de pólos salientes 9.1 Correntes e reactâncias d-q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 3 4 4 4 9 9 9 11 11 11 12 12 12 14 14 15 16 17 18 19 19 20 20

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1 Generalidades
As máquinas síncronas constituem uma das famílias de máquinas eléctricas mais importantes. Os geradores síncronos produzem a maior parte da energiaeléctrica consumida no mundo. Os motores síncronos por sua vez são muito utilizados, tanto pela característica de possuirem uma velocidade garantida em função da frequência, como pela característica, de resto comum aos dois modos de funcionamento, do seu factor de potência ser regulável. Segundo o vocabulário electrotécnico internacional, “uma máquina síncrona é uma máquina de corrente alterna naqual a frequência da tensão induzida e a velocidade possuem uma relação constante”. VEI 411-01.06 A sua velocidade de rotação é por esse motivo designada a velocidade de sincronismo e é dada por n = f × p/60 (rpm), em que f é a frequência e p o número de pares de pólos.

MS 3~

GS 3~

Figura 1: Símbologia usada para motores/geradores síncronos

1.1 Particularidades construtivas
O induzidoda máquina síncrona, normalmente no estator, é idêntico ao da máquina assíncrona, e portanto constituido por um enrolamento distribuido, normalmente trifásico e com um ou mais pares de pólos.

Figura 2: Enrolamento estatórico de uma máquina síncrona

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O indutor, normalmente no rotor, é constituido por um enrolamento monofásico alimentado por corrente contínua, também designado enrolamentode campo ou de excitação, embora se assista a um progressivo uso de ímanes permanentes em substituição desse enrolamento, nas unidades de menor potência. Normalmente este último orgão apresenta-se sob duas formas possíveis, originando duas famílias de máquinas: • Máquinas de rotor cilíndrico, ditas turbo-alternadores ou turbo-motores. Neste caso o enrolamento rotórico é distribuido. • Máquinas depólos salientes, em que o enrolamento é constituido por bobines concentradas em torno das cabeças polares.

Figura 3: Tipos de máquinas sincronas

1.1.1 Máquinas de rotor cilíndrico Constroem-se deste modo máquinas que rodam a velocidades elevadas uma vez que não se ultrapassa com este tipo de enrolamento os 2 ou 4 pólos. São compostas de peças com grande resistência mecânica, normalmente...
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