1) O documento discute geradores síncronos, incluindo suas partes, grandezas elétricas, regulação de tensão, torque e potência. 2) São explicados circuitos equivalentes de geradores, reação de armadura, modelos completos, tensão induzida e torque induzido. 3) Inclui detalhes sobre determinação de parâmetros do modelo como relação entre corrente de campo e fluxo, reatância síncrona e resistência de armadura.

1. C O N S T R U Ç Ã O
GERADORES SÍNCRONOS

2. Rotor de Pólos Lisos

3. Pólos Salientes [1]

4. Pólos Salientes [2]

5. Rotor de uma MS brushless

6. Brushless com excitador piloto

7. 8 pólos, pólos salientes, camanda, brushless

8. Grandezas Elétricas
120
n p
f
2A C
A
E N f
E K

9. Regulação de Tensão
 Problemas com subtensão
 Baixar RF  aumento IF
 Um aumento em IF  aumento
 Um amento de  aumenta
nl fl
fl
V V
VR
V
A
E K

10. Torque e Potência

11. Circuito Equivalente
 Porque EA ≠ V ?
1. Reação de armadura
2. Auto-indutância das
bobinas na armadura
3. Resistência nas bobinas
da armadura
4. Efeito da forma dos pólos
salientes

12. Reação de Armadura
Exemplo com
carga indutiva
A A
V E j X I

13. Modelo Completo do Gerador Síncrono
A A A A A
A A S A
V E j X I R j X I
V E R j X I

14. Circutos em Y e

15. Tensão Induzida [1]
cosM
B B t
e v B l
Revisão

16. Tensão Induzida [2]
1. Segmento ab , saindo radialmente do
rotor. O ângulo entre e no segmento ab é
90○, equanto a quantidade é paralela a l .
180 B
B v
v B
cos 180
cos 180
ba
ba
ba M
ba M
e
e v B l
e v B t l
e v B l t
v B l

O sinal negativo deve-se
ao fato da polaridade
encontrada ser oposta à
inicialmente atribuída!
Revisão

17. Tensão Induzida [3]
1. Segmento bc e da , a quantidade é todo
tempo perpendicular a l .
2. Segmento cd , idem segmento ab.
0 v B
cos 0
cos
cd
cd
cd M
cd M
e
e v B l
e v B t l
e v B l t
v B l

0
Revisão

18. Tensão Induzida [4]
cos 180 cos
2 cos
2 cos
cos
cos
ind ba dc
ind M M
ind M
ind M
ind
ind C
e e e
e v B l t v B l t
e v B l t
e r B l t
e t
e N t
Revisão

19. Torque Induzido [1]
2 sin
ind
ind S
F i
r i l B
l B
r F
Revisão

20. Torque Induzido [2]
180
sin sin 180 sin
2 sin
2
sin
sin
sin
ind S
R C
ind R S
C
ind R S
ind R S
r i l B
H N i
r l
H B
N
K H B
k B B
kind R S
τ B ×B
Revisão

21. Torque Induzido [3]
sin
ind
ind
ind
ind
ind R net
k
k
k k
k
k B B
net R S
R S
R net R
R net R R
R net
B =B +B
B B
B B -B
B B B B
B B
Revisão

22. Ângulo de Torque
sin cos
sin
cos
S A
A S A
A
A
S
X R
E X I
E
I
X

3
3 sin
A
A
S
P V I
V E
P
X
max
3 A
S
V E
P
X
15 20
Valores Típicos
sin
3 sin
ind
ind R net
A
ind
S
k
k B B
V E
X
R net
B B
ind
P

23. Diagrama Fasorial por Tipo de Carga
RL
R
RC

24. Levantando os Parâmetros do Modelo
 Três grandezas devem ser determinadas para
descrever o comportamento de um GS:
1. Relação entre corrente de campo e fluxo (ou entre corrente
de campo e tensão de armadura)
2. Reatância Síncrona
3. Resistência de Armadura

25. Ensaio de Circuito Aberto

26. Ensaio de Curto Circuito

27. Determinação da Reatância Síncrona
S A
A
S
A
X R
V
X
I


28. Razão de Curto Circuito
 Definida como a razão entre a corrente de campo
com armadura aberta a tensão nominal e a corrente
de campo com a ramadura curto-circuitada a
corrente nominal.

29. Ex 5.1 [1]
Um gerador síncrono de 200 kVA, 480 V, 50
Hz, conectado em Y, com uma corrente nominal de
campo de 5 A foi testado, e os dados seguintes foram
obtidos:
1. VT,OC a corrente nominal IF foi medida de 540 V.
2. IL,SC a corrente nominal IF foi medida de 300 A.
3. Quando uma tensão cc de 10 V foi aplicada aos
terminais, foi medida uma corrente de 25 A.

30. Ex 5.1 [2]

31. Gerador Síncrono Isolado
nl fl
fl
V V
VR
V

32. Ex 5.2 [1]
Um gerador síncrono de 4 pólos, 480 V, conectado em Delta
tem sua característica de tensão de circuito aberto
mostrado na Figura. Este gerador tem uma reatância
síncrona de 0,1 e uma resistência de armadura de
0,015 . A carga nominal, a máquina fornece 1.200
com um Fator de Deslocamento 0,8 em atraso. Na
condição de carga nominal, as perdas por atrito e
ventilação são de 40 kW, as perdas no núcleo são de 30
kW. Ignore as perdas no campo.
a. Qual é a velocidade de rotação deste gerador?
b. Quanta corrente de campo deve ser fornecida ao
gerador para tornar sua tensão terminal de 480 V sem
carga?