PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 103 MÁQUINA SÍNCRONA EM CARGA - REAÇÃO DE ARMADURA

Transcrição

1 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I MÁQUINA SÍNCRONA EM CARGA - REAÇÃO DRMADURA τ p EFEITO DA CIRCULAÇÃO DE CORRENTE PELO ESTATOR N b ESTATOR DA MÁQUINA SÍNCRONA: TENSÕES GERADAS FORMAM SISTEMA TRIFÁSICO F b = N b. ROTOR ENTREFERRO TENSÕES APLICADAS A CARGAS EQUIILIBRADAS PRODUZEM CIRCULAÇÃO DE CORRENTES TRIFÁSICAS CADA FASE PRODUZ SUA PRÓPRIA DISTRIBUIÇÃO DE F P = 3.N b. Distribuição de F.M.M. criada pelo grupo de bobinas estatóricas CAMPO MAGNÉTICO CONTRIBUIÇÃO CONJUNTA DAS TRES FASES PRODUZ CAMPO ROTATIO REAÇÃO DRMADURA C A B ESTATOR CONFRONTO DOS CAMPOS ROTATIOS DE EXCITAÇÃO E DE REAÇÃO DRMADURA NO ENTREFERRO DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES INDUZIDAS E CORRENTES CIRCULANTES ROTATIA COM ELOCIDADE ω E a DISTRIBUIÇÃO DE CAMPO GIRANTE, DEIDA ÀS CORRENTES DE ESTATOR B a ω ROTATIA COM ELOCIDADE ω REAÇÃO DRMADURA B f ω DISTRIBUIÇÃO DE CAMPO DO INDUTOR, SOLIDÁRIA AO ROTOR MÓEL COM ELOCIDADE ω N S ω INDUTOR MÓEL COM ELOCIDADE ω

2 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 104 COMPOSIÇÃO DOS CAMPOS NO ENTREFERRO COM CORRENTE REATIA PURA v rel v rel E a E a B f B f B a B R N S ω ω B a B R N S ω ω I indutiva: Distribuição de campo de reação de armadura B a é antagônica à distribuição do indutor B F Resultante: B R = B F B a < B F EFEITO DESMAGNETIZANTE Tensão resultante em carga,, menor que tensão em vazio I capacitiva: Distribuição de campo de reação de armadura B a é concordante com a distribuição do indutor B F Resultante: B R = B F + B a > B F EFEITO MAGNETIZANTE Tensão resultante em carga,, maior que tensão em vazio

3 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 105 COMPOSIÇÃO DE ETORES DE CAMPO NO ENTREFERRO DA MÁQUINA SÍNCRONA F a ; B a F f ; B f F a ; B a F f ; B f CORRENTE PURAMENTE INDUTIA FR ; BR F R ; B R CORRENTE PURAMENTE CAPACITIA < > F f ; B f F f ; B f CORRENTE PARCIALMENTE INDUTIA F a ; B a φ F R ; B R φ F a ; B a F R ; B R CORRENTE PARCIALMENTE CAPACITIA REPRESENTAÇÃO ETORIAL DAS DISTRIBUIÇÕES DE CAMPOS MAGNÉTICOS PRESENTES NO ENTREFERRO DA MÁQUINA SÍNCRONA SOB CARGA

4 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 106 MODELO DA MÁQUINA SÍNCRONA - CIRCUITO EQUIALENTE COMPOSIÇÃO DE CAMPOS NO ENTREFERRO PRODUZ CAMPO RESULTANTE QUE DETERMINA A TENSÃO NOS TERMINAIS DA MÁQUINA EM CARGA NATUREZA DA CARGA DEFIN REGULAÇÃO DE TENSÃO DE SAÍDA INTERAÇÃO DE CAMPOS DESMAGNETIZA A MÁQUINA COM CARGA INDUTIA INTERAÇÃO DE CAMPOS MAGNETIZA A MÁQUINA COM CARGA CAPACITIA MODELO DO COMPORTAMENTO É REPRESENTADO ADEQUADAMENTE POR UM CIRCUITO EQUIALENTE: ARIAÇÃO DA TENSÃO DEIDO À CORRENTE DE CARGA, RESULTANTE DA COMPOSIÇÃO DE CAMPOS NO ENTREFERRO É MODELADA POR UMA REATÂNCIA INDUTIA REATÂNCIA SÍNCRONA - ( X S ) ~ j.x S E j X S I 0 = +.. a Modelo por fase da máquina. φ δ j.x S. Diagrama fasorial Potências emitidas pela máquina síncrona P Q P at reat at = 3.. I φ : Ângulo de fase da corrente a = 3.. I.cosϕ. senϕ. E = 3. 0 sen. δ X δ : Ângulo de potência da máquina S a

5 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 107 INTERAÇÃO DA MÁQUINA SÍNCRONA COM A REDE I I MOTOR ABSORENDO REATIOS III I III I GERADOR ABSORENDO REATIOS I II MÁQUINA SÍNCRONA SUB-EXCITADA Eo III Q I I I Eo I INDUTOR P I jx S I III Q III jx S I I P II MÁQUINA SÍNCRONA SUPER-EXCITADA Eo I P III jx S I I Q I jx S I II P I Eo II CAPACITOR P at ( kw) MOTOR FORNECENDO REATIOS I MOTOR Q II GERADOR II GERADOR FORNECENDO REATIOS Q reat ( kar)

6 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 108 CURA DE CAPABILIDADE DA MÁQUINA SÍNCRONA - OPERAÇÃO NA REDE φ δ kw N LIMITE DE ESTABILIDADE TEÓRICO MARGEM DE ESTABILIDADE LIMITE DE ESTABILIDADE REAL 0 P at LIMITE DE CORRENTE DE ESTATOR LIMITE DE EXCITAÇÃO kar N X S. I A LIMITE DE POTÊNCIA ATIA (LIMITE DA TURBINA) ka N OPERAÇÃO SEMPRE DENTRO DO DIAGRAMA PARA RESPEITAR OS LIMITES OPERACIONAIS DA MÁQUINA Q reat

7 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 109 CURA DE CAPABILIDADE DA MÁQUINA SÍNCRONA - OPERAÇÃO NA REDE CURA DE CAPABILIDADE TÍPICA DE GERADOR DE PÓLOS LISOS DE MÉDIA POTÊNCIA

8 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS I 110 CURA DE CAPABILIDADE DA MÁQUINA SÍNCRONA OPERAÇÃO NA REDE CURA DE CAPABILIDADE TÍPICA DE GERADOR DE PÓLOS SALIENTES DE MÉDIA POTÊNCIA