Os Motores Síncronos
Por: gmm4235 • 26/11/2023 • Seminário • 2.712 Palavras (11 Páginas) • 24 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - CCET
CAMPUS SÃO LUÍS
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
GUILHERME MORAES MOREIRA
MOTORES SÍNCRONOS
São Luís - MA
2023
GUILHERME MORAES MOREIRA
MOTORES SÍNCRONOS
Trabalho apresentado à disciplina de Máquinas Elétricas do curso de bacharelado em Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Maranhão com o objetivo de obtenção de nota para o módulo 3.
Orientador: Prof. Dr. Helio Cantanhêde
São Luís - MA
2023
SUMÁRIO
- INTRODUÇÃO 4
- CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM MOTOR SÍNCRONO 4
- OPERAÇÃO DO MOTOR SÍNCRONO EM REGIME PERMANENTE 5
3.1. A curva característica de conjugado versus velocidade do motor síncrono 5
3.2 O efeito das mudanças de carga sobre um motor síncrono. 6
3.3 O efeito das mudanças de corrente de campo sobre um motor síncrono. 6
3.4 O motor síncrono e a correção do fator de potência. 7
3.5. O capacitor síncrono ou condensador síncrono 8
- PARTIDA DE MOTORES SÍNCRONOS 8
4.1. Partida do motor pela redução da frequência elétrica 8
4.2. Partida do motor com uma máquina motriz externa 9
4.3. Partida do motor usando enrolamentos amortecedores 9
4.4. 9
- ESPECIFICAÇÕES NOMINAIS DO MOTOR SÍNCRONO 9
- DISCUSSÃO E APLICAÇÕES 10
- CONCLUSÃO 10
- REFERÊNCIAS 11
1. INTRODUÇÃO
Uma máquina síncrona é aquela na qual uma corrente alternada flui no enrolamento de armadura e uma excitação CC é fornecida ao enrolamento de campo. O enrolamento de campo está quase invariavelmente no estator e usualmente é trifásico. A construção de um rotor cilíndrico é usada para turbogeradores de dois a quatro polos, a construção com pólos salientes, é melhor adaptada aos geradores multipolares hidrelétricos de baixa velocidade e à maioria dos motores síncronos. A potência CC necessária à excitação é fornecida pelo sistema de excitação.
Em máquinas mais antigas, a corrente de excitação, era geralmente fornecida por meio de anéis coletores, a partir de uma máquina CC, conhecida como excitatriz que geralmente era montada no mesmo eixo da máquina síncrona. Em sistemas mais modernos, a excitação é fornecida através de excitatrizes CA e retificadores de estado sólido.
O motor síncrono vai funcionar basicamente a partir de uma corrente de campo do motor que produz um campo magnético em regime permanente, então um conjunto trifásico de tensões é aplicado ao estator da máquina, produzindo um fluxo trifásico de correntes nos enrolamentos, que produz o campo magnético uniforme girante. Logo, haverá dois campos magnéticos presentes na máquina e o campo do rotor tenderá a se alinhar com o campo do estator. Como o campo magnético do estator está girando, o campo do rotor e o próprio rotor tentará se alinhar. O princípio básico de operação do motor síncrono é que o rotor “persegue” em círculo o campo magnético girante do estator, sem nunca conseguir se alinhar com ele.
2. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM MOTOR SÍNCRONO
Um motor síncrono é o mesmo que um gerador, exceto pelo sentido do fluxo de potência ser invertido, logo o sentido do fluxo de corrente do estator também é invertido.
[pic 1]
Figura 1: O circuito equivalente por fase.
[pic 2]
Equação (I): Tensão de Fase
ou
[pic 3]
Equação (II): Tensão Gerada Interna
3. OPERAÇÃO DO MOTOR SÍNCRONO EM REGIME PERMANENTE
Motores síncronos em condições variáveis de carga e de corrente de campo, assim como a questão da correção do fator de potência quando são usados motores síncronos.
3.1. A curva característica de conjugado versus velocidade do motor síncrono
Os motores síncronos fornecem potência às cargas, que basicamente são dispositivos que funcionam com velocidade constante. A tensão de terminal e a frequência do sistema serão constantes, independentemente da quantidade de potência demandada pelo motor, e a velocidade do motor síncrono será constante independentemente da carga. Essa taxa fixa de rotação é dada por:
[pic 4]
Equação (III): Velocidade mecânica de rotação
nm é a velocidade mecânica de rotação,
fse é a frequência elétrica do estator
P é o número de pólos do motor
A velocidade de regime permanente do motor é constante desde a vazio até o conjugado máximo que o motor pode fornecer (denominado conjugado máximo), de modo que a regulação de velocidade deste motor é 0 %, como pode ser observado na figura 2.
[pic 5]
Figura 2: A característica de conjugado versus velocidade de um motor síncrono. Como a velocidade do motor é constante, sua regulação de velocidade (RV) é zero.
A equação do conjugado induzido é dada por
[pic 6]
Equação (IV) : Conjugado Induzido
O conjugado máximo ocorre quando δ = 90°, porém os conjugados normais a plena carga são bem abaixo desse valor. Quando um conjugado no eixo de um motor síncrono excede o conjugado máximo, o rotor poderá perder o sincronismo com o estator e os campos magnéticos líquidos,e o rotor começa a “deslizar”, ficando para trás. Os surtos resultantes de conjugado são muitos intensos, primeiro em um sentido e em seguida no outro, fazendo com que o motor entre gravemente em vibração. A perda de sincronismo é conhecida como polos deslizantes. O conjugado máximo do motor é dado por:
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