Universidade Universidade do Estado do Rio de Janeiro Faculdade de Engenharia
Laboratório de Máquinas Elétricas II Curvas em “V” de um motor síncrono
Prof. Rômulo de Sales G. Filho Aluno: Felipe Siqueira Cople Costa
Rio de Janeiro 19/11/2011
MÁQUINAS SÍNCRONAS
3ª Experiência: Curvas em V Objetivo: Obter as curvas em “V” (fator de potência X corrente de excitação e corrente de armadura X corrente de excitação) de um motor síncrono
PREPARATÓRIO 1) Sabendo que a experiência será realizada tendo como base o esquema C.1.1 da AEG, descreva uma sequência lógica de execução. Montar o circuito de controle e testar seu funcionamento e montar o circuito de força. Em seguida registrar os valores de fator de potência, potência ativa e corrente na alimentação do motor a medida que variamos a corrente de excitação.
2) De que maneiras pode ser feita a partida de um motor síncrono ? Geralmente empregam-se os seguintes métodos de partida: - Partida própria, pela ação de um motor de indução auxiliar. - Emprego de motor de lançamento auxiliar. - Partida com tensão reduzida por meio de autotransformador de partida, reator ou resistência em série.
3) Quais as vantagens de um motor síncrono com enrolamento amortecedor tipo rotor bobinado ? Uma das vantagens desta configuração é a ajuda no balanço de caça ao sincronismo. Outra vantagem do enrolamento amortecedor é a tornar possível ao motor síncrono uma partida semelhante à de um motor de indução, desenvolvendo o torque de partida necessário quando se aplica CA ao estator.
4)
Quais as condições que definem o estado de “excitação normal” ?
A tensão de excitação gerada deve ser igual à tensão no barramento por fase. E a corrente de armadura precisa estar praticamente em fase com a tensão por fase aplicada à armadura (fator de potência unitário).
5) Utilizando apenas um amperímetro CA, explique como a condição de fator de potência unitário é facilmente determinável. Na condição de fator de potência unitário, a corrente medida será igual a razão entre a potência ativa obtida e vezes a tensão aplicada.
6) Mostre através de diagramas fasoriais e explique como surgem correntes capacitivas e indutivas em um motor síncrono quando este motor é, respectivamente, sobreexcitado e subexcitado, partindo sempre da condição inicial de excitação normal. Imagine-se que um motor síncrono está operando com sua excitação normal (fator de potência unitário) com uma dada carga mecânica. Vê-se uma tal situação na Fig. (a), na qual a excitação do campo CC foi ajustada para que circule a corrente mínima (ou seja, a de fator de potência unitário) para uma dada carga aplicada ao eixo do motor. A diferença fasorial entre a tensão aplicada por fase e a fem gerada por fase é a tensão resultante , que produz a corrente de armadura , em fase, de acordo com a equação . Imaginar-se-á a impedância por fase como constante e defasada de 90° em atraso em relação a , em toda esta discussão. A corrente da armadura, , depende apenas do valor e do ângulo de fase de , para que se desenvolva a potência mecânica necessária para acionar a carga acoplada ao eixo do motor. A Fig. (b) mostra o efeito de diminuir-se a excitação de , para , para um mesmo ângulo de carga . A tensão resultante faz com que circule uma corrente em atraso . Embora , na Fig. (b), seja maior que na Fig. (a), é ainda insuficiente para produzir a potência mecânica necessária, , requerida pela carga acoplada ao eixo. Note-se que, na Fig. (b), é igual a que é menor que . É, pois, necessário que o rotor se atrase de para , de modo que aquela potência seja desenvolvida. (Efetivamente, desde que o efeito da reação da armadura, para cargas em atraso, tende a aumentar a tensão gerada, o ângulo deveria ser menor que o mostrado, devido ao acréscimo de sobre .) Para um ângulo , a tensão gerada produz uma tensão resultante, , maior, que produz, por sua vez, a corrente . A componente em fase de é a suficiente para produzir a potência mecânica necessária , ou seja, aquela requerida pela carga acoplada ao seu eixo, como mostra a Fig. (b). A Fig. (c) mostra o efeito do aumento da excitação, desde na Fig. (a) até , utilizando o mesmo ângulo de carga . A tensão resultante ocasiona a circulação de uma corrente em avanço. na Fig. (c), é maior que a corrente requerida para produzir a corrente em fase necessária, . O ângulo de carga decresce, por esta razão, de para , como mostra a Fig. (c). Este decréscimo no ângulo de carga ocasiona a diminuição proporcional de e , até um valor necessário para ir de encontro à potência mecânica necessária por fase .
