Este documento descreve os principais conceitos sobre geradores síncronos, incluindo: (1) sua definição e partes principais; (2) as formas de ondas geradas e excitação; (3) o efeito de cargas puramente resistivas, indutivas e capacitivas; (4) diagramas vetoriais; e (5) a associação em paralelo.

1. Geradores Síncronos:
Professora: Leila Ferrari
Acadêmicos:
Franciane Bertotti
Henan José Michelin
Jaqueline Oliveira Brotto
Jéssica Guérios Bez
Maria Angélica Lima Cherubim
Nathalia Passaia

2. Índice
 Gerador
 Formas de acionamento e sua influência nos alternadores
 Sistema Trifásico
 Formas de Ondas Geradas
 Formas de excitação dos Geradores Síncronos
 Gerador síncrono alimentando uma carga puramente indutiva
 Gerador síncrono alimentando uma carga puramente capacitiva
 Gerador síncrono alimentando uma carga puramente resistiva
 Diagrama Vetorial
 Alternador com Carga Puramente Resistiva
 Alternador com Carga Indutiva
 Alternador com Carga Capacitativa
 Regulação da tensão
 Associação dos Geradores síncronos em Paralelo

3. Gerador
 Um aparelho que transforma energia
não elétrica em energia elétrica.
 Gerador Síncrono ou alternador
◦ gerador: energia mecânica – energia
elétrica
◦ motor: energia elétrica – energia
mecânica

4. Gerador
 Síncrono – A máquina opera com uma velocidade
de rotação constante sincronizada com a
frequência da tensão elétrica alternada aplicada
nos terminais da mesma.
 O funcionamento é baseado na lei de indução
eletromagnética de FARADAY.
 Toda vez que um circuito elétrico ficar sujeito a um
fluxo magnético variável será induzida uma força
eletromotriz no mesmo.

5. Gerador
 Partes principais de um alternador
- Indutor : cria um campo magnético que
excita o alternador.
- Induzido ou armadura : são os
enrolamentos onde se induzirão as fems.
- Anéis coletores e escovas : tem por função
retirar a energia gerada pela máquina ou
levar uma tensão cc para o seu circuito
rotórico.

6. Gerador
 As bobinas do campo são iguais as da máquina CC, isto é,
ficam alojadas em peças polares fixas a carcaça. A energia é
obtida através das escovas que fazem contato com anéis
coletores ligados ao enrolamento do induzido que é rotativo.

7. Gerador
 A rotação dos pólos produzirá uma variação de fluxo sobre o
condutor ou bobina o enrolamento de armadura fica
distribuído em ranhuras que fazem parte de um pacote de
chapas de aço silício fixas a carcaça o circuito do campo é
ligado a anéis coletores através das quais é ligada a fonte de
cc de excitação.

8. Sistema Trifásico
 Alternador trifásico bipolar

9. Sistema trifásico
 Forma de ligação das bobinas
 Alternador trifásico multipolar
◦ Várias Bobinas.

10. Formas de Ondas Geradas
1.1 Alternador com entreferro constante
◦ Entreferro constante ao longo da curvatura da sapata
polar
◦ As linhas de força buscam o caminho de menor relutância
◦ Como a relutância é constante tem-se indução constante
◦ Fem constante durante 100o E, já que a sapata tem 100o E
◦ Fem trapezoidal
1.2 Entreferro de espessura variável
◦ Entreferro maior nas extremidades da sapata
◦ Maior indução no centro do poloo que nas extremidades
◦ Produzindo uma indução e uma fem próximas de uma
senóide

11. Formas de Ondas Geradas
1.3 Enrolamento distribuído no indutor
◦ Entreferro constante em todo o perímetro do rotor
◦ Enrolamento de campo fracionado em bobinas parciais
concêntricas
◦ Onde há maior número de bobinas há mais indução
◦ Fem e indução aproximadamente senoidal
1.4 Enrolamento distribuído do induzindo
◦ As fem’s induzidas das bobinas não estão em fase e a fem
resultante é a soma destas considerando a defasagem
◦ Fem de saída do gerador com forma senoidal
◦ Fator de distribuição: relação entre a soma vetorial e a soma
aritmética das fem’s das bobinas

12. Formas de Ondas Geradas
1.5 Enrolamentos de passo encurtado ou fracionário
◦ Aumento de ranhuras por pólos e fase
◦ Fem’s defasadas tornado a fem resultante senoidal
◦ Vantagens: melhor forma de onda, redução do
comprimento das bobinas,da resistência e da
reatância
◦ Desvantagens:a fem induzida fica reduzida
◦ Passo pleno: lados ativos da bobina distanciados
de 180o E fem em fase
◦ Passo encurtado:lados ativos da bobina
distanciados de menos de 180o E
◦ Fator de passo:deve ser multiplicado pela soma
aritmética das fem’s induzidasem casa lado ativo

13. Formas de excitação dos
Geradores Síncronos
 Com escovas e anéis de excitação:

14. Formas de excitação dos
Geradores Síncronos
 Sem escovas e anéis de excitação:

15. Gerador síncrono alimentando
uma carga puramente indutiva
Diminui a tensão gerada

16. Gerador síncrono alimentando
uma carga puramente capacitiva
Aumenta a tensão gerada

17. Gerador síncrono alimentando
uma carga puramente resistiva
Distorção do fluxo dos pólos e torque
freante

18. Diagrama Vetoriais
 Analisando por fase
o Vf=Ef , somente quando o gerador
estiver vazio.
o Aplicando uma carga ao gerador,
ocasiona queda de tensão, na:
Resistencia de armadura;
 Na Reatancia Síncrona (Xs).
oFazendo Ef ≠ Vf

19. Alternador com Carga
Puramente Resistiva
Ef = Vf + Ia.Xs
Seu módulo é obtido por
Ef = ((vF)^2 + Ia.Xs)^2)^1/2
Ef
Ia Vf
Ia.Xs
α

20. Alternador com Carga
Indutiva
I. Carga Indutiva Pura
O módulo de Ef é dado por:
Ef = Vf + Ia.Xs
Vf Ia
Ef
Ia

21. Alternador com Carga
Indutiva
II. Carga Indutiva (fator de potencia em
atraso)
ф
α
Ef
Ia.Xs
Vf
Ia
O módulo de Ef é dado por:
Ef = ((Vf.cosф)^2 + (Vf.senф + Ia.Xs)^2
)^1/2

22. Alternador com Carga Capacitiva
I. Carga capacitiva pura
Vf Ia.X
s
EfI
a
O módulo de Ef é dado por:
Ef = Vf – Ia.Xs

23. Alternador com Carga Capacitiva
II. Carga Capacitiva (fator de potencia em
avanço)
 O módulo de Ef é dado por:
 Ef = ( (Vf.cosф)^2 + ( Vf.senф – Ia.Xs)^2
)^1/2
Ia.X
s
Vf
Ia Ef

24. Regulação de Tensão
 Variação da tensão terminal do
gerador desde a vazio até a plena
carga
 Indica o grau de variação de tensão
terminal produzido pela aplicação da
carga
Regulação (%) = R(%) = (Vf0 – Vfnom)/
Vfnom

25. Associação dos Geradores
Síncronos em Paralelo
 Vantagens de operação em paralelo
◦ Maior confiabilidade;
◦ Rendimento máximo do sistema;
◦ Vantajoso do ponto de vista econômico

26. Associação dos Geradores
Síncronos em Paralelo
 Condições necessárias à interligação em
paralelo
◦ De quaisquer fontes de energia.
Para ligarmos fontes em paralelo, estas
devem apresentar:
 A mesma tensão nos seus terminais;
 E a mesma polaridade de tensão em todos os
instantes de tempo.

27. Associação dos Geradores
Síncronos em Paralelo
◦ De geradores síncronos trifásicos:
Para colocarmos geradores síncronos trifásicos em
paralelo devemos satisfazer os seguintes
requisitos:
◦ Os geradores devem ter a mesma sequência de fases.A
verificação da sequência de fases pode ser feita de duas
formas:
 Através de um indicador de sequência de fases.
 Através de um motor de indução trifásico.
◦ Os geradores devem ter a mesma frequência
◦ Os geradores devem ter a mesma tensão eficaz
◦ Geradores devem estar em sincronismo de fase

28. t
t
Ef1,Vf1
Ef2,Vf2
t 1
Geradores a serem colocados em paralelo gerando tensões
defasadas
Associação dos Geradores
Síncronos em Paralelo

29. Associação dos Geradores
Síncronos em Paralelo
 Fornecimento de potências ativa e reativa
pelo gerador síncrono.
 Divisão de fornecimento de potência ativa e
reativa entre dois geradores
A seguir serão descritos os passos para a
divisão do fornecimento de potências:
1o passo: Colocar os geradores em paralelo;
2o passo: Divisão do fornecimento de potência
ativa;
3o passo: Divisão do fornecimento de potência
reativa;

30. FIM

31. Geradores Síncronos:
Professora: Leila Ferrari
Acadêmicos:
Franciane Bertotti
Henan José Michelin
Jaqueline Oliveira Brotto
Jéssica Guérios Bez
Maria Angélica Lima Cherubim
Nathalia Passaia