MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

Transcrição

1 SECÇÃO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS E ELECTRÓNICA DE POTÊNCIA MÁQUINAS ELÉCTRICAS I Máquina Síncrona 2005/2006

2 1. MÁQUINA SÍNCRONA Objectivos do trabalho : Arranque assíncrono da máquina síncrona. Determinação das impedâncias directa, inversa e homopolar Arranque assíncrono da máquina síncrona Máquina Síncrona a funcionar como motor e Máquina de Corrente Contínua a funcionar como gerador. Fig. 1: Esquema de ligações para o arranque assíncrono da máquina síncrona Etapa 1 i) Efectue as ligações de acordo com o esquema da Fig.1, utilizando para o efeito a máquina síncrona de pólos salientes da bancada com o interruptor S 1 fechado e S 2 aberto e com a máquina síncrona em vazio (a máquina de corrente contínua a funcionar como gerador deverá estar desligada). O valor 2

3 ii) da resistência a utilizar no circuito de excitação deve estar compreendido entre 300 a 400 Ω / com a potência de pelo menos 150 W. Aumente gradualmente a tensão composta através do auto-transformador até atingir os 400 V. Verificar que a máquina atinge as 1500 rpm e que fica sincronizada nas 1500 rpm (30 Vdc) Etapa 2 Desligue o interruptor S1 e feche o interruptor S2. Aumente então gradualmente a tensão contínua aos terminais de JK e verifique que a máquina síncrona fica na mesma sincronizada com a rede verificando as rpm. Justifique porque razão não conseguiria arrancar a máquina se não fizesse estas manobras? 1.2. Impedâncias directa, inversa e homopolar Efectue as ligações para a máquina de accionamento de acordo com a Fig. 2. Máquina Síncrona a funcionar como gerador e Máquina de Corrente Contínua a funcionar como motor. Fig. 2: Esquema de ligações para a máquina de corrente contínua (máquina em funcionamento motor) 3

4 Impedância directa a) Com a máquina síncrona inicialmente em vazio e a rodar à velocidade de sincronismo perto das 1500 rpm (velocidade imposta pela máquina de accionamento), aplique uma corrente contínua de 0,5 Ampere ao circuito de excitação da máquina síncrona JK. M G A E A J DC Figura 3 Cálculo da impedância directa K Registe os valores da força electromotriz (E) que obtém aos terminais da máquina e da corrente de excitação (Ie). b) Curte-circuite os terminais da máquina. Traga a máquina a repouso e curto circuite então os terminais do estator da máquina síncrona. Retire a corrente de excitação trazendo a corrente a zero. Arranque com a máquina síncrona e vá aumentando a corrente de excitação até atingir valor idêntico anterior (0,5 A). Leia os valores da tensão e da corrente numa das fases do estator e da corrente de excitação (rotor). Calcule o valor da impedância directa para a máquina ensaiada. 4

5 Impedância inversa Curte-circuite os terminais do rotor da máquina síncrona com a resistência introduzida (a máquina está em funcionamento assíncrono). Verifique qual o sentido de rotação do veio. Arranque agora com a máquina de corrente contínua e verifique se o sentido de rotação é contrário ao anterior. Se sim, ponha então a máquina de corrente contínua (excitação independente) a rodar com uma velocidade de rotação de 1500 rpm (30 Vdc) através da máquina de corrente contínua alterando o valor da tensão de entrada desta máquina. Figura 4 Cálculo da impedância inversa Arranque então com a máquina síncrona (arranque assíncrona neste caso através de um auto-transformador (incremente devagar a tensão e vá observando o valor da corrente de linha - não ultrapassar 1 Ampere). Verifique a forma de onda da corrente a circular no circuito de excitação. Justifique a frequência da onda que observa. 5

6 Leia os valores da tensão composta (Vc) e corrente para uma das fases da máquina (I L ) e da corrente de excitação (Ie). Calcule o valor da impedância inversa para a máquina ensaiada. Comente o procedimento que efectuou Impedância homopolar Aplique uma tensão alternada sinusoidal aos terminais da máquina ligados em paralelo conforme Fig. 5. Leia os valores da tensão e da corrente numa das fases. Calcule o valor da impedância homopolar. Figura 5 Cálculo da impedância homopolar 6