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DT-5 - Características e Especificações de Geradores<br />Seu valor pode ser obtido dividindo-se a tensão na<br />armadura correspondente ao início do período<br />transitório pela respectiva corrente, nas mesmas<br />condições de carga.<br />E<br />xd ' =<br />I <br />Onde:<br />E = Valor eficaz da tensão fase-neutro nos<br />terminais do gerador síncrono, antes do curtocircuito.<br />I'= Valor eficaz da corrente de curto-circuito do<br />período transitório considerado em regime<br />permanente. Seu valor é dado por:<br />I =<br />I<br />máx<br />Reatância síncrona (Xd)<br />É o valor da reatância da máquina correspondente a<br />corrente de regime permanente do curto-circuito,<br />ou seja, após o término do período transitório do<br />curto. Seu valor pode ser obtido pela tensão nos<br />terminais da armadura ao final do período<br />transitório do curto dividido pela respectiva<br />corrente.<br />2<br />E<br />xd =<br />I<br />Onde:<br />E = Valor eficaz da tensão fase-neutro nos<br />terminais do gerador síncrono, antes do curtocircuito.<br />I = Valor eficaz da corrente de curto-circuito em<br />regime permanente. Seu valor é dado por:<br />I =<br />I<br />m áx RP<br />2<br />2.6. POTÊNCIA EM MÁQUINAS DE<br />PÓLOS SALIENTES<br />A potência de uma máquina síncrona é expressa<br />por:<br />P = m . Uf . If . cos<br />Onde:<br />m - Número de fases<br />Uf - Tensão de fase<br />If - Corrente de fase<br />A potência elétrica desenvolvida em máquinas de<br />pólos salientes também pode ser expressa em<br />função do ângulo de carga () que surge entre os<br />fatores Uf (tensão de fase) e E0 (força eletromotriz<br />induzida), determinado pela posição angular do<br />rotor em relação ao fluxo girante de estator (Fig.<br />2.6.1).<br />Fig. 2.6.1.a - Ângulo de Carga () em Máquinas<br />de Pólos Salientes.<br />A importância do conhecimento destas reatâncias<br />está no fato de que a corrente no estator<br />(armadura) após a ocorrência de uma falta (curtocircuito)<br />nos terminais da máquina terá valores que<br />dependem destas reatâncias.<br />Assim, pode ser conhecido o desempenho da<br />máquina diante de uma falta e as conseqüências daí<br />originadas.<br />O gerador síncrono é o único componente do<br />sistema elétrico que apresenta três reatâncias<br />distintas, cujos valores obedecem à inequação:<br />Xd"< Xd' < Xd<br />Fig. 2.6.1.b - Diagrama de Tensão - Gerador<br />Síncrono de Pólos Salientes.<br />Onde:<br />xd e xq são as reatâncias de eixo direto e em<br />quadratura, respectivamente:<br />P = PD + PQ<br />Pd = Uf . Id . senδ<br />Pq = Uf . Iq . cosδ<br />14
DT-5 - Características e Especificações de Geradores<br />Fig 2.6.2 - Curva de potência em máquinas<br />síncronas.<br />A potência eletromagnética, que é a potência<br />transmitida pelo rotor de um gerador ao estator,<br />pode ser expressa por:<br />2<br />m . E0<br />.Uf m .Uf 1 1 <br />P = sen + - sen2<br />xd<br />2 xq xd <br />Onde:<br />Em - Tensão harmônica de ordem "m".<br />E1 – Tensão da fundamental.<br />Na figura 2.7.1.a está representada a forma de<br />onda tomada entre fase-fase em um gerador. A<br />distorção calculada foi de 2,04%. Na figura 2.7.1.b<br />temos a forma de onda tomada entre fase-neutro. A<br />distorção calculada foi de 15,71%.<br />O PRIMEIRO TERMO DA EXPRESSÃO<br />ANTERIOR É A POTÊNCIA QUE DEPENDE DA<br />TENSÃO TERMINAL DE FASE (UF) E DA<br />EXCITAÇÃO DA MÁQUINA (E 0) (FIG. 2.6.2).<br />m . E0<br />.Uf<br />Pe =<br />xd<br />sen<br />O segundo termo da expressão é adicional devido a<br />diferença de relutância do entreferro (xq e xd), a<br />qual não depende da excitação da máquina (Fig.<br />2.6.2).<br />P<br />r<br /><br />m .Uf<br />2<br /><br /><br /><br />2<br />l<br />xq<br />-<br />1<br />xd<br /><br /> sen2<br /><br />Fig. 2.7.1.a - Forma de onda com 2,04% de<br />distorção harmônica.<br />Fig. 2.7.1.b - Forma de onda com 15,71% de<br />distorção harmônica.<br />2.7. DEFINIÇÕES<br />2.7.1. Distorção harmônica<br />O formato ideal da onda de tensão de uma fonte de<br />energia CA é senoidal.<br />Qualquer onda de tensão que contenha certa<br />distorção harmônica (fig. 2.7.1), pode ser<br />apresentada como sendo equivalente à soma da<br />fundamental mais uma série de tensões CA de<br />amplitudes específicas relacionadas<br />harmonicamente.<br />A distorção pode ser definida para cada harmônica<br />em relação a sua amplitude como um percentual da<br />fundamental.<br />A distorção harmônica total pode ser calculada<br />utilizando-se a equação:<br />Distorção =<br />m = m<br /><br />m = 2<br />(Em )<br />E<br />1<br />2<br />2.7.2. Fator de desvio<br />Desvios ou variações do formato senoidal da onda<br />podem ocorrer durante qualquer parte da onda:<br />positivo, negativo ou durante o cruzamento por<br />zero (Fig. 2.7.2).<br />Fig. 2.7.2 - Fator de Desvio.<br />15
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