Fundamentos de Energia Eléctrica Ensaio da Máquina Síncrona · T2 - Visualização das formas de...

Universidade Técnica de Lisboa

Instituto Superior Técnico

Fundamentos de Energia Eléctrica

Ensaio da Máquina Síncrona

Laboratório de Máquinas Eléctricas

2005

Índice Ensaio da Máquina Síncrona...........................................................................3

A. Objectivos..............................................................................................................................................3 B. Base teórica............................................................................................................................................3 Máquina isolada da rede...........................................................................................................................4

Ensaio em vazio.......................................................................................................................................4 Ensaio em curto-circuito..........................................................................................................................4 Características exteriores.........................................................................................................................4

Máquina em paralelo com a rede.............................................................................................................5 Manobra de sincronização.......................................................................................................................5 Características da máquina ligada em paralelo com a rede. ....................................................................7

C. Esquema de ligações .............................................................................................................................9 C1. Máquina motriz.................................................................................................................................9 C2. Máquina síncrona............................................................................................................................10

D - Ensaios................................................................................................................................................12 1ª parte – Máquina isolada da rede........................................................................................................12

Ligação do Motor de corrente contínua.................................................................................................12 Ensaio em vazio.....................................................................................................................................12 T1 - Traçado da característica em vazio ................................................................................................12 T2 - Visualização das formas de onda geradas pela máquina. ..............................................................13 T3 - Ensaio em curto-circuito................................................................................................................13 T4 - Características exteriores ...............................................................................................................13

2ª parte - Ensaio da máquina síncrona em paralelo com a rede de energia. ......................................16 Sincronização ........................................................................................................................................16 T5 - Curvas P = f(Pmot) e Q = f(Pmot) .....................................................................................................16 T6 - Curvas P=f(If) e Q=f(If) ..................................................................................................................17 Desligação da rede eléctrica ..................................................................................................................18

Fim dos ensaios ........................................................................................................................................18

2

Laboratórios da Máquina Síncrona – Introdução.

Ensaio da Máquina Síncrona A. Objectivos

• Mostrar o funcionamento da máquina síncrona como gerador isolado.

• Determinar os parâmetros desta máquina.

• Efectuar a manobra de paralelo com a rede.

• Mostrar as características de funcionamento em paralelo com a rede.

B. Base teórica

No estator das máquinas síncronas encontra-se alojado o enrolamento trifásico do induzido que é

percorrido por um sistema trifásico de correntes. No rotor encontra-se o indutor que é percorrido por corrente

contínua.

Em funcionamento normal, esta máquina gira a velocidade constante que é determinada pela frequência

de alimentação f e pelo número de pares de pólos p.

pfN 60= (1)

Em funcionamento como gerador e isolado da rede, é necessário controlar a velocidade da máquina

motriz de forma a obter-se velocidade e frequência constantes em qualquer regime de carga. Quando se usar esta

máquina ligada a uma rede eléctrica de potência muito superior, como a frequência da rede é constante, a

velocidade de rotação da máquina também será constante.

Com o rotor em movimento a corrente no indutor criará um campo magnético girante. Por esse facto

aparecerá um sistema trifásico de forças electromotrizes E no induzido. Esta força electromotriz designa-se por

força electromotriz em vazio. Quando haja possibilidade de se fecharem correntes pelo induzido, aparecerá então

um outro campo girante, síncrono com o primeiro. Pode então escrever-se a seguinte equação na convenção

“gerador” e em regime permanente sinusoidal:

IjXrVE sa )( ++= (2)

Onde:

V - tensão aos terminais duma fase do induzido,

I - Corrente numa fase do induzido,

ra - resistência duma fase do induzido,

Xs- reactância síncrona.

V

IrajX s

E

Figura 1. Esquema equivalente.

A equação 2 é muito fácil de manipular, pois a f.e.m.

em presença, E, varia apenas com a velocidade de rotação da

máquina e com o valor da corrente indutora. No entanto, ela é

válida apenas para um tipo de construção do rotor, o de pólos

lisos ou cilíndrico.

O esquema equivalente, figura 1, resulta da equação 2.

3


Do esquema equivalente, ou da equação 2 pode deduzir-se o diagrama fasorial da figura 2.

V

I

jXs I

raI

E

Figura 2. Diagrama fasorial.

Máquina isolada da rede

Quando a máquina se encontrar isolada da rede eléctrica é possível efectuar vários ensaios. Neste trabalho

realizam-se apenas os ensaios em vazio, em curto-circuito e determinam-se as características exteriores.

Ensaio em vazio O Ensaio em vazio é efectuado com os enrolamentos do induzido em aberto. Mantém-se a velocidade de

rotação constante e varia-se a corrente de excitação If. Obtém-se a tensão aos terminais em função da corrente de

excitação. Como I=0, E = V e portanto, neste ensaio, determina-se a relação entre E e If.

Ensaio em curto-circuito O ensaio em curto-circuito é efectuado com os enrolamentos do induzido curto-circuitados. Neste caso

V=0. Obtém-se a corrente do induzido (em c.c.) em função da corrente de excitação.

Com os resultados do ensaio em vazio e do ensaio em c.c. é possível determinar a reactância síncrona da

máquina.

Características exteriores As características exteriores são obtidas a velocidade constante e corrente de excitação constante,

variando a impedância que se encontra aos terminais do gerador e medindo as correntes e as tensões aos

terminais.

Podem distinguir-se três casos mais simples:

• Carga resistiva pura

• Carga indutiva pura

• Carga capacitiva pura

4


Máquina em paralelo com a rede

Manobra de sincronização

O processo de sincronização requer que várias condições sejam satisfeitas no instante em que se liga o

interruptor.

• A tensão aos terminais do gerador deverá ser igual em amplitude à tensão da rede.

• As sequências de fase do gerador e da rede deverão ser iguais.

• As frequências da rede e do gerador deverão ser próximas.

• A diferença de fase entre a tensão do gerador e da rede deverá ser próxima de zero.

A sequência da manobra será a seguinte:

a) Acciona-se a máquina motriz, até uma velocidade próxima da de sincronismo.

b) Regula-se a corrente de excitação do alternador, por forma que a tensão aos seus terminais seja

aproximadamente igual à tensão da rede.

c) Verifica-se se a sequência de fases nos terminais a ligar é a mesma.

d) Regulando a velocidade da máquina motriz, actua-se por forma que a diferença entre as

frequências das tensões da rede e aos terminais do alternador seja muito pequena e, quando estiverem

ambas em fase, efectua-se o paralelo.

e) Depois de feito o paralelo, regula-se a máquina motriz de modo a que a potência fornecida pelo

alternador à rede atinja o valor pretendido e actua-se no circuito de excitação do alternador por forma que

a potência reactiva fornecida pelo alternador à rede atinja o valor desejado.

Um dos sistemas mais simples que se podem

utilizar para efectuar o paralelo, consiste numa

montagem do tipo da indicada na fig. 3. Os voltímetros

V1 e V2 indicam as tensões aos terminais da rede e do

alternador, que devem ser aproximadamente iguais.

L1

Rede de Energia

MáquinaSíncrona

Figura 3. Montagem de fogos pulsantes.

L3 L2

V1

V2

S

1 2 3

Se a sequência de fases não for a mesma, as três

lâmpadas não se acendem e apagam ao mesmo tempo.

Trocando duas das fases da rede ou do alternador,

ter-se-á a mesma sequência de fases.

As tensões aplicadas às lâmpadas dependem da

desfasagem relativa da tensão da rede e da tensão aos

terminais do alternador. Se as frequências forem

ligeiramente diferentes, as duas estrelas de tensões têm

movimento relativo (fig. 4) e a tensão aos terminais das

lâmpadas varia entre zero e o dobro da tensão

5


simples(1), com uma frequência igual à diferença entre as

duas frequências. O período do brilho das lâmpadas é o

inverso da diferença entre as duas frequências.

U1

V1

UL1

U2

U3

V2

V3

UL3

UL2

Figura 4. Estrelas de fogos pulsantes.

Quando o período do brilho das lâmpadas for

elevado, da ordem de alguns segundos, as frequências são

bastante próximas. No instante em que as três lâmpadas se

apagam, as tensões estão em fase. Se as indicações de V1 e

V2 forem aproximadamente iguais, poder-se-á efectuar o

paralelo no instante em que as três lâmpadas se apagam.

L3

Rede de Energia

MáquinaSíncrona

Figura 5. Montagem de fogos girantes.

L1 L2

V1

V2

S

1 2 3

Outra montagem semelhante, e ainda mais

usada, consiste em ligar três lâmpadas, uma entre

terminais correspondentes do interruptor destinado a

fazer o paralelo, as outras duas entre terminais

"cruzados" (fig. 5).

As lâmpadas acendem-se e apagam-se com

uma frequência igual à diferença entre as frequências

da rede e do alternador mas não simultaneamente.

Acendem-se sucessivamente, sendo o sentido da

sucessão dependente do sentido da diferença das

frequências (fig. 6).

Aparece assim um sistema "fogos girantes"

que roda no sentido directo ou no sentido inverso

consoante a frequência do alternador é superior

(inferior) ou inferior (superior) à rede.

O instante conveniente para o paralelo é aquele em que a

lâmpada que liga terminais correspondentes está apagada, sendo

nessa altura iguais (mas inferiores ao máximo) os fluxos

luminosos das outras duas lâmpadas. Normalmente as três

lâmpadas são dispostas em triângulo, sendo colocada

superiormente a lâmpada ligada entre terminais correspondentes.

U

U2

U3

VV2

V3

UL3

UL21

1

UL1

Figura 6. Estrelas no sistema de fogos

girantes.

Se a sequência de fases nos dois conjuntos de terminais do

dispositivo de ligação for inversa, as três lâmpadas acendem e

apagam simultaneamente.

Este sistema tem, em relação ao anterior, a vantagem de

indicar o sinal da diferença entre as frequências do alternador e da

(1) Por este motivo, as lâmpadas devem ser previstas para uma tensão eficaz igual ao dobro da tensão

simples.

6


rede. Por exemplo, ao ligar um alternador a uma rede convém que a

sua frequência seja ligeiramente superior.

V

j X

I

Es I

Figura 8. Diagrama fasorial

Sendo a frequência ligeiramente superior, ao efectuar-se o

paralelo o alternador vai fornecer à rede uma certa potência.

Sendo a frequência inferior, o alternador vai receber da rede

alguma potência, o que vai sobrecarregar a rede e pode ser

inconveniente para a máquina motriz que acciona o alternador.

Há, evidentemente, que ter o cuidado de averiguar em que

estado se encontra determinado sistema de ligação. Por exemplo

uma indicação de sequência de fases correcta num sistema de

"extinção simultânea" é igual a uma indicação de sequência de fases

incorrecta num sistema de "fogos girantes".

Características da máquina ligada em paralelo com a rede.

Quando a máquina se encontrar ligada em paralelo com a rede, a tensão aos terminais é constante e

imposta por esta. Como a velocidade de rotação é constante, só é possível variar a potência trocada com a rede

actuando no binário fornecido pela máquina motriz. Consoante o valor da corrente de excitação, e consequente

força electromotriz em vazio, podem obter-se duas situações como se pode observar na figura 7.

E

V

I

jXs I

raI

V

EI jXs I

raI

a) Sobre-excitado b) Sub-excitado

Figura 7. Diagramas fasoriais em carga

Na figura 7.a a força electromotriz é relativamente grande comparada com a tensão. A corrente encontra-

se em atraso relativamente à tensão significando este facto que a máquina se encontra a fornecer potência

reactiva à rede. Na figura 7.b a força electromotriz em vazio é pequena comparada com a tensão resultando num

fasor de corrente em avanço em relação ao fasor da tensão da rede. Neste caso a máquina encontra-se a absorver

potência reactiva da rede.

Variação da potência no veio com corrente de excitação constante

Sendo a velocidade de rotação constante, o fasor E ficará função apenas de If. Nestas condições a

potência activa será determinada pelo ângulo de potência δ, obedecendo à equação:

δsinsX

VEP = (3)

O diagrama vectorial, quando |E|=|V| encontra-se representado na figura 8. Neste caso a potência reactiva

é negativa, isto é, a máquina absorve potência reactiva da rede.

7


Variação da corrente de excitação com potência no veio constante

Quando se actua apenas na corrente de excitação e a potência no veio é mantida constante, a potência

activa gerada mantêm-se também aproximadamente constante. Considerando a equação 3, pode concluir-se que

Esinδ=Cte. Pode representar-se esta expressão por uma recta paralela ao fasor V, figura 9. Por outro lado, como

a tensão e a potência activa se mantêm constantes, e como,

ϕcos3VIP = (4)

Pode concluir-se que I cosϕ=Cte. Esta condição é representada pela recta perpendicular a V, figura 9.

V

I

j Xs I

EE senδ=cte

I cosϕ=

cte

2 13

2

1

3

Figura 9: Andamento de I e E quando se varia a excitação da máquina.

Quando se diminui a corrente de excitação (1→2), o comprimento do vector E diminui, mas E sinδ

mantêm-se constante como consequência da potência activa se manter constante. A extremidade do fasor E

descreverá uma trajectória assente sobre uma recta, ver figura 9. O fasor da corrente também descreverá uma

trajectória assente sobre uma recta (I cosϕ=cte). A amplitude da corrente diminuirá numa primeira fase, atingirá

o mínimo, correspondente a um factor de potência unitário e depois começará a subir novamente. Se se

representar a amplitude da corrente I em função da corrente de excitação If, o gráfico descreverá uma curva em

forma de V. Para correntes de excitação baixas, a potência reactiva Q será negativa. No mínimo da curva Q será

nula, e para correntes de excitação elevadas a potência reactiva será positiva.

Note-se que, se se diminuir muito a corrente de excitação o ângulo de carga δ será elevado, podendo

aproximar-se de 90º e causar a perda de sincronismo da máquina.

8


C. Esquema de ligações

Um gerador eléctrico é uma máquina que transforma energia mecânica em energia eléctrica. Neste trabalho de laboratório utiliza-se uma máquina de corrente contínua como máquina motriz, fornecendo potência mecânica ao gerador síncrono através do veio mecânico. O esquema de ligações encontra-se representado na figura 10.

Máquina Síncrona

Motor de Corrente

Contínua

DCI

DCV CARGA

S W

DCP

DCDC

mot

IVTP

≈

ω= P Q

Figura 10. Esquema de ligações das duas máquinas.

C1. Máquina motriz

Um motor de corrente contínua é composto por dois circuitos eléctricos cujos terminais se encontram reunidos numa única placa de bancada, conforme esquema.

O circuito de excitação, ou indutor, (terminais CD), é um circuito passivo destinado a criar o campo magnético no entreferro. Não há conversão electromecânica de energia neste circuito. Este circuito é alimentado directamente a partir da rede de corrente contínua existente no laboratório, mantendo-se assim a corrente de excitação constante, fig 11 (~0,5A). Por razões de segurança, esta corrente nunca deve ser interrompida durante o funcionamento da máquina. Por essa razão não existem fusíveis intercalados no circuito que a alimenta. Deverá ser o primeiro circuito a ser ligado e o último a ser desligado.

A1

A B

C D

Dcc

AC

D

+

-

Figura 11. Esquema de ligações do circuito

indutor da máquina de corrente contínua.

A1

−

+

Legenda C-D: Excitação ou indutor da máquina de corrente contínua Dcc: Disjuntor de corrente contínua

O circuito do induzido (terminais AB) é o circuito principal da máquina, onde ocorre a conversão electromecânica de energia e no qual a potência em jogo é a mais importante. O esquema de ligações encontra-se na figura 12.

Este circuito é alimentado com uma fonte de tensão ajustável, construída com um autotransformador com regulação de tensão em carga e uma ponte de rectificação a díodos.

9


Para simplificar as montagens, o voltímetro e amperímetro que medem os valores de tensão e corrente do lado contínuo foram integrados na montagem da ponte de rectificação bem como a necessária protecção que é realizada com um fusível, Fig 12

V

Rectificador + Me

RSTN

RST

Autotransformador

CAD2

Figura 12. Esquema de ligações do circuito do indu

A tensão de alimentação aplicada ao induzidoultrapassar respectivamente 210V e 9A.

Neste trabalho mantém-se a corrente de excitaçde rotação é aproximadamente proporcional à tensão deinduzido é proporcional ao binário desenvolvido no vei

Existe um gerador taquimétrico instalado nvelocidade de rotação. Os trabalhos deverão ser realizcorresponde a tensão de 30V à saída do gerador taquim

Para se ajustar a velocidade nos valores pedidlentamente a tensão aplicada ao induzido actuando par

C2. Máquina síncrona.

A máquina síncrona é constituída por dois enrorotor (terminais JK) e um trifásico colocado no estatencontram-se reunidos numa única placa de bancada, cNa mesma placa encontra-se ainda montado um amenrolamento JK.

O circuito do indutor (terminais JK) é aamplitude ajustável utilizando-se uma fonte de alimenfonte de alimentação dispõe de um cursor que permite excitação e assim variar a corrente. (+ → J, - → k).

+ -

Fonte de alimentaçãoda bobina de

excitação

Figura 13. Excitação da máquin

A
A
didas

A

B

+

-

zido da máquina de corrente contínua.

e a respectiva corrente não deverão

ão constante. Neste caso, a velocidade alimentação e a corrente absorvida no o.

o veio que permite a medição da ados à velocidade de 1500 rpm a que étrico.

os deverá aumentar-se progressiva e a isso no cursor do autotransformador.

lamentos; um monofásico colocado no or (terminais UVW). Estes terminais ujo esquema se representa na Fig. 13.

perímetro para leitura da corrente do

limentado com corrente contínua de tação projectada para este efeito. Esta variar a tensão aplicada ao circuito de

J K

U V W

A

a síncrona.

10


V2

A

Sistema de sincronização defogos girantes

R

S

TA

A

V1

F

F

F

U

V

WS

L1

L2 L3

Figura 14. Sistema de sincronização de fogos girantes.

11

Máquina Síncrona – Ensaios; 1ª parte – Máquina isolada da rede.

D - Ensaios

1ª parte – Máquina isolada da rede

Ligação do Motor de corrente contínua

Efectue as ligações conforme os esquemas das figuras 11, 12 e 13 e não ligue qualquer tipo de carga ao gerador síncrono.

Os terminais UVW da máquina síncrona deverão estar em aberto.

1. Ligue um voltímetro de bancada ou um multímetro entre dois dos terminais UVW da máquina síncrona.

2. Ligue o disjuntor de corrente contínua ( ). Certifique-se de que a máquina de corrente contínua tem corrente de excitação (amperímetro A1).

CCD

3. Regule a excitação da máquina síncrona de forma a que a corrente de excitação seja nula.

4. Certifique-se de que o cursor do autotransformador se encontra na sua posição mínima e ligue o disjuntor de corrente alternada ( ). CAD

5. Proceda ao arranque do motor de accionamento e leve-o à velocidade de sincronismo da máquina síncrona para a frequência nominal (1500 rpm, para as máquinas a ensaiar) (30V no gerador taquimétrico). Esta velocidade deverá ser mantida ao longo dos ensaios.

Ensaio em vazio

T1 - Traçado da característica em vazio

A característica em vazio define-se como a função V = f(If) com corrente I=0 no induzido, sendo V a tensão aos terminais da máquina e If a sua corrente de excitação.

Actuando na excitação da máquina síncrona, aumente progressivamente a corrente de excitação e obtenha a característica V=f(If) em primeiro para valores sempre crescentes (não ultrapasse 500 V) e em seguida para valores sempre decrescentes.

Ascendentes Descendentes

If [A] V [V] If [A] V [V]

Note que, para If=0, se obtém V ≠0. Justifique.

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T2 - Visualização das formas de onda geradas pela máquina.

Utilizando um sistema de isolamento galvânico e um osciloscópio visualize as formas de onda das tensões entre as fases da máquina síncrona (terminais UVW) nas seguintes condições:

a) Mantendo constante a velocidade de rotação, varie a corrente de excitação da máquina síncrona. Observe a frequência e a amplitude das tensões. Que conclui?

b) Mantendo constante a corrente de excitação da máquina síncrona, varie (diminua) a velocidade de rotação actuando no valor da tensão de alimentação da máquina de corrente contínua. Observe a frequência e a amplitude das tensões. Que conclui?

T3 - Ensaio em curto-circuito

A característica de curto-circuito é a função I = f(If) com tensão nula aos terminais do induzido.

Anule a corrente de excitação do alternador, mantendo o grupo à velocidade de sincronismo.

Curto-circuite os terminais do induzido, curto-circuitando os terminais RST.

Com a pinça amperimétrica leia a corrente de curto-circuito aos terminais da máquina

e a correspondente corrente de excitação. Obtenha a característica de curto-circuito

aumentando gradualmente a corrente de excitação até um máximo de 120% da corrente

nominal no induzido ( ). AIN 74,1=

If [A]

Icc [A]

T4 - Características exteriores

A característica exterior é a função V = f(I) traçada para If constante, mas não nula,

para um determinado tipo de carga. Estas características são obtidas mantendo a velocidade

de rotação constante.

Em todos os tipos de carga tenha o cuidado de verificar e ajustar a velocidade de

rotação. Não exceda a tensão nominal.

• Carga resistiva

Ligue a carga em estrela. Efectue a ligação da carga resistiva Rb. À velocidade de sincronismo coloque Rb no seu valor máximo (circuito aberto; comutadores na posição (0,0)) e regule a excitação para que se obtenha uma tensão composta em vazio de 200V. Varie gradualmente a carga não ultrapassando os valores nominais para a corrente respectiva. Anote o valor de corrente de excitação.

13


Carga trifásica resistiva ESSELTE STUDIUM - É constituída por um conjunto trifásico de resistências que se podem introduzir em paralelo aumentando a carga através de dois comutadores, um de regulação fina e o outro de regulação grossa. Deve ter-se em atenção um outro comutador que selecciona a tensão máxima que o conjunto pode suportar (380/220V) ou (220/127V). Coloque este cursor na posição (220V/127V).

Figura 15. Carga resistiva.

• Carga indutiva

Ligue a carga em estrela. Efectue a ligação da carga indutiva Lb, que, no início, deverá estar com o menor entreferro possível (maior indutância, menor corrente do induzido). No resto proceda como no caso da carga resistiva utilizando o mesmo valor de corrente de excitação.

Carga trifásica Indutiva ESSELTE STUDIUM - É constituída por um conjunto trifásico de bobinas com número de espiras fixo enroladas sobre um núcleo magnético. O coeficiente de auto-indução é ajustado actuando numa manivela que vai fazer variar um entreferro. Quando este for mínimo é o coeficiente de auto-indução máximo e vice versa. É possível escolher um de dois números de espiras. Estão identificados como 220V ou 380V. Neste trabalho vamos utilizar o enrolamento designado por (220V).

Figura 16. Carga indutiva.

• Carga capacitiva

Figura 17. Carga capacitiva.

Ligue a carga em estrela. Repita os ensaios anteriores para carga capacitiva Cb, que, no início, deve ser mínima (posições dos comutadores (0, 0)). Tenha o cuidado de não ultrapassar a tensão nominal.

Carga trifásica capacitiva ESSELTE STUDIUM - É constituída por um conjunto trifásico de condensadores que se podem introduzir em paralelo aumentando a carga

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através de dois comutadores com a mesma capacidade de regulação. Não deverá ultrapassar-se a tensão nominal desta carga.

Tabela de resultados das características exteriores

Carga resistiva Carga indutiva Carga capacitiva

If = If = If =

I [A] V [V] I [A] V [V] I [A] V [V]

A partir dos valores lidos nos ensaios anteriores, desenhe as características exteriores todas no mesmo gráfico.

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Máquina Síncrona – Ensaios; 2ª parte – Máquina em paralelo com a rede de energia.

2ª parte - Ensaio da máquina síncrona em paralelo com a rede de energia.

Altere as ligações da máquina síncrona ligando a rede aos terminais RST e introduzindo um wattímetro trifásico entre os terminais da máquina e os terminais UVW do “Sistema de sincronização de fogos girantes”. O interruptor S deverá estar aberto (OFF).

Sincronização

Arranque com o motor de accionamento e leve-o até à velocidade de sincronismo. Regule a excitação da máquina síncrona de forma a obter a tensão aos terminais do alternador igual à tensão da rede.

Verifique se as lâmpadas L1, L2 e L3 têm a sequência desejada. Efectue as alterações que achar necessário. Efectue o paralelo no instante ideal, certificando-se primeiro da igualdade das tensões V1 e V2.

Depois de efectuado o paralelo só deve voltar a desligar a máquina da rede se as correntes forem nulas. Para desfazer o paralelo anule a potência mecânica e em seguida actue na corrente de excitação da máquina síncrona de modo a anular as correntes do induzido.

T5 - Curvas P = f(Pmot) e Q = f(Pmot)

Mantendo a corrente de excitação da máquina síncrona constante, ajuste a potência de entrada da máquina de corrente contínua actuando no autotransformador para valores de 1/5, 2/5 … 5/5 da potência nominal (valores aproximados). Para cada um destes pontos meça a potência activa entregue à rede pelo gerador síncrono e a potência reactiva. Trace os respectivos gráficos.

Vdc [V] Idc [A] Pmot [W] P [W] I [A] If [A] V [V]

dcdcmot IVP =

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Máquina Síncrona – Ensaios; 2ª parte – Máquina em paralelo com a rede de energia.

T6 - Curvas P=f(If) e Q=f(If)

Ajuste a potência da máquina motriz de modo que a potência enviada à rede se anule ou fique próximo de zero. Varie a corrente de excitação numa gama larga. Para cada ponto meça os valores indicados nas tabelas. Trace os respectivos gráficos. Repita este ensaio para valores de 1/4, e 1/2 da potência nominal da máquina síncrona. Vdc [V] Idc [A] Pmot [W]

P [W] I [A] If [A] V [V] Q [VAr]

22

3

PS Q

VIS

IVP dcdcmot

−±=

=

=

Vdc [V] Idc [A] Pmot [W]


Vdc [V] Idc [A] Pmot [W]


Utilizando os dados dos ensaios realizados trace as curvas em V (corrente do induzido I em função da corrente no indutor If com P = Cte.). Desenhe também em dois gráficos diferentes as famílias de curvas P=f(If) e Q=f(If).

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Máquina Síncrona – Máquina isolada da rede de energia.

Desligação da rede eléctrica

Para se desfazer o paralelo deverá anular-se a potência activa e depois actuar na corrente de excitação de modo a anular a corrente do induzido. Só depois se deverá desligar a máquina da rede actuando no interruptor S.

Fim dos ensaios

Anule a corrente de excitação da máquina síncrona.

Reduza a velocidade do grupo até zero.

Desligue o disjuntor de corrente alternada ( ). CAD

Desligue o disjuntor de corrente contínua ( ). CCD

Verifique se o osciloscópio está desligado.

Arrume todo o material que utilizou nos ensaios.

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