circuitos trifásicos balanceados Arquivo

Escola de Engenharia de São Carlos
SEL – 0403 Eletricidade I
Elmer P. T. Cari
Email: [email protected]
Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação
Circuitos Trifásicos
Gerador Trifásico
Partes
Circuito equivalente
Possíveis conexões das fontes de tensão:
Tensões Trifásicos Equilibradas
Seqüência de fases

É a ordem cronológica na qual as tensões passam através de
seus valores máximos

Existem duas possibilidades
7
Sequencia de Fases das
Tensões Trifásicas Equilibradas
Tensões Trifásicos Equilibradas
Seqüência de fases

A seqüência de fases é importante em sistemas de distribuição
de energia elétrica

Ela determina, por exemplo, o sentido de rotação de um
motor ligado a uma fonte de energia elétrica
9
Seqüência de fases
Sequência Positiva
(ou abc)
Sequência Negativa
(ou acb)
w
w
10
Cargas Trifásicas
Cargas em Sistemas Trifásicos
Possíveis conexões de uma carga trifásica:
Uma carga equilibrada é aquela no qual as impedâncias por fase são
iguais em magnitude e fase
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Cargas em Sistemas Trifásicos
Transformação triângulo – estrela:
Para cargas balanceadas, temos que:
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Cargas em Sistemas Trifásicos
Transformação estrela – triângulo:
Para cargas balanceadas, temos que:
14
Correntes de Fase e de Linha
Correntes de Fase e de Linha
Correntes de Linha
Correntes de Fase
16
Correntes de Fase e de Linha

Na ligação delta existem dois tipos de corrente: as correntes
que circulam pela linha de alimentação da carga, chamadas
correntes de linha, e as correntes que circulam pelas
impedâncias da carga, chamadas correntes de fase

Na forma de ligação Y, as correntes de linha e de fase
coincidem, pois a corrente que passa na linha de alimentação
é a mesma que atravessa cada impedância da carga
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Tipos de Configurações Trifásicas
Tipos de Configurações Trifásicas
Como tanto a fonte trifásica quanto a carga trifásica
podem estar conectadas em estrela ou triângulo,
existem quatro tipos de configurações (conexões):
- Configuração Y – Y
- Configuração Y – Δ
- Configuração Δ – Δ
- Configuração Δ – Y
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Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada – com Neutro)
20
Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)
sendo
sistema simplificado:
temos o seguinte
21
Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)
Tensões de fase e linha sobre a carga:
Tensões de fase (seq. +)
Tensões de linha
22
Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)
Tensões de fase e linha sobre a carga:
Diagrama fasorial ilustrando as relações entre as
tensões de linha e tensões de fase
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Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)
Correntes de fase e de linha:
24
Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)
Correntes de fase e de linha:
logo
No circuito apresentado no
slide anterior temos:
IN= I0
Como a corrente de neutro é nula e a tensão também, a linha do
neutro pode ser retirada sem afetar o sistema
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Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)

Função do Neutro:

O fio neutro do gerador assegura a mesma tensão ao ponto
central da ligação estrela. Portanto, cada impedância Z1, Z2
e Z3, mesmo tendo valores diferentes, recebe o mesmo valor
eficaz de tensão

Em resumo, a razão de o fio neutro estar conectado em uma
ligação Y é equalizar o nível de tensão sobre cada uma das
impedâncias de uma carga trifásica desequilibrada
26
Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)

Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas

Uma maneira alternativa de analisar um sistema Y – Y equilibrado
é fazer assim “por fase”. Ou seja, observamos uma fase, digamos
fase a, e analisamos o circuito monofásico equivalente como
mostrado na figura a seguir:
a
Ia
A
ZY
Van
n

N
A análise monofásica leva à corrente de linha Ia, como segue:
Van
Ia 
ZY
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Configuração Estrela-Estrela
(Equilibrada)

Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas
a
Ia
A
ZY
Van
n
Van
Ia 
ZY
N

De Ia, usamos a seqüência de fases para obter as outras correntes
de linha. Portanto, desde que o sistema seja equilibrado,
precisamos apenas analisar uma fase

Poderíamos fazer isso mesmo se a linha neutra estivesse ausente,
como no sistema trifilar
28
Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada)
29
Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada)
Diagrama fasorial ilustrando as relações entre as
correntes de linha e correntes de fase
30
Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada)

Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas

Uma maneira alternativa de analisar um sistema Y –  equilibrado é
transformar a carga ligada em  em uma carga ligada em Y
equivalente. Para isso basta utilizar a fórmula de transformação -Y:
Z
ZY 
3
31
Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada)

Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas

Após essa transformação, temos um sistema Y-Y equivalente. Desta
forma, o sistema trifásico Y -  equilibrado pode ser substituído pelo
circuito monofásico equivalente mostrado na figura a seguir:
Ia
a
A
Van

Z
ZY 
3
n
N
Isso permite que calculemos apenas as correntes de linha. As correntes de
fase são obtidas através da equação apresentada a seguir e utilizando o
fato de que cada uma das correntes de fase está adiantada em relação à
linha correspondente de 30
I Linha  3.I Fase
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