Prof. Abilio Manuel Variz

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1 Máquinas de Corrente Alternada (ENE052) 2.7 G.S. de Pólos Salientes Prof. Abilio Manuel Variz Engenharia Elétrica Universidade Federal de Juiz de Fora Período

2 Características do G.S. quanto aos Rotores Pólos Lisos: Altas velocidades de giro; Tem número reduzido de pólos (max de 4) Turbo-Geradores (Turbinas a Vapor) 2 Pólos Salientes: Baixas velocidades de giro; Tem número elevado de pólos Hidro-Geradores (Turbinas Hidráulicas)

3 Circuito Equivalente do G.S. de Pólos Lisos 3 V E jx I R I A s A A A

4 G.S. de Pólos Salientes 4 Circuitoit equivalente do G.S. de Pólos Salientes é diferente do de Pólos Lisos. Em máquinas de pólos salientes é mais fácil estabelecer o fluxo magnético em algumas direções do que em outras. A distorção do fluxo magnético do entreferro pela corrente do estator (Reação da Armadura) irá depender da posição dopólo.

5 Circ. Eq. do G.S. de Pólos Salientes Elementos do Circuito it Equivalente: Tensão Interna Induzida, Ea; Indutância Própria do enrolamento do Estator; Resistência do enrolamento do Estator; Reação de Armadura do Gerador; Mais fluxo de RA é produzido na direção do eixo do rotor do que na direção paralela. 5

6 Circ. Eq. do G.S. de Pólos Salientes 6 V E E E ( R jx ) I A d q A A A E Resistência e Reatância própria do enrolamento de armadura jx I d d d E jx I q q q Reatância de Reação de Armadura de Eixo Direto e Quadratura

7 Circ. Eq. do G.S. de Pólos Salientes V E jx I jx I R I 7 A d d q q A A Reatância Síncrona de X x X Eixo Direto: d d A Eixo Quadratura: X x X q q A

8 Diagrama Fasorial do G.S. de Pólos Salientes 8

9 Diagrama Fasorial do G.S. de Pólos Salientes Para traçar o diagrama fasorial ld deve-se calcular l Id e Iq. Para calcular Id e Iq deve-se calcular o ângulo de torque δ. 9

10 Diagrama Fasorial do G.S. de Pólos Salientes Solução: 10 Modificar o diagrama original: Usando-se Xw.Ia

11 Diagrama Fasorial do G.S. de Pólos Salientes Tem-se que: Onde: Então: Portanto: 11 Onde E a tem a mesma fase que Ea

12 Diagrama Fasorial do G.S. de Pólos Salientes Procedimento: Conhecendo S, Vt e FP, calcular Ia (em módulo e fase); 2. Calcular a tensão auxiliar E a: 3. Tem-se então: 4. De posse dos ângulos δ e θ calcula-se Id e Iq: 5. Traça-se o diagrama fasorial completo a partir de: V E jx I jx I RI A d d q q A A

13 Exercício GS G.S. de pólos salientes, 480V, 60Hz, conectado em delta, 4 pólos, possui Xd = 0,10Ω, Xq = 0,0750Ω e Ra = A plena carga, este gerador supri 1200A com FP=0.8 atrasado. Calcule a tensão interna induzida a plena carga e diagrama fasorial

14 Equações de Potência e Torque Desprezando Ra e calculando-se as projeções nos eixos direto e quadratura tem-se: 14

15 Potência Ativa (P) em G.S. de pólos salientes Substituindo Id e Iq na expressão de P: 15

16 Potência Reativa (Q) em G.S. de pólos salientes De modo análogo para Q: 16 Fazendo

17 Torque induzido em G.S. de pólos salientes 17

18 Exercício Exercícios Propostos 18

19 Aulas: Presença obrigatória Início: 09-ago-2010 Término: 10-dez-2010 Dúvidas: Informações 19 Provas: Atendimento pessoal: Galpão do PPEE, 2º Andar. Quartas de 08:00 até as 10:00 Quintas de 10:00 até as 12:00 Informações, Avisos e Material Didático: TVC1: 22-set-2010 (qua) TVC2: 26-out (ter) TVC3: 29-nov-2010 (seg) 2ª Chamada/Substitutiva: 06-dez-2010 (seg)