exercicios maq sincrona - folha6

Máquinas Eléctricas I
Folha de exercícios n.º 6
1. A que velocidade tem de girar um gerador síncrono octopolar de forma a produzir
uma tensão de 60 Hz de frequência.
2. Um motor de corrente contínua é utilizado para puxar um gerador síncrono e
constituir uma fonte de tensão de frequência variável. Se a velocidade do motor
variar de 820 a 1960 rpm, sendo o gerador tetrapolar, qual a gama de frequências
que é possível obter?
3. Um gerador síncrono trifásico de 1000 KVA, 2200 V, 60 Hz, é ligado em Y. calcule
a corrente de linha à plena carga.
4. Se o gerador do problema anterior entregar uma carga de 720kW, com cos φ=0,8,
calcule a corrente de linha.
5. Uma carga trifásica de 10Ω/fase pode ser ligada através de um comutador em estrela
ou em triângulo. Quando ligada a um gerador síncrono trifásico, calcule:
a) A potência dissipada em Y.
b) A potência dissipada em ∆.
6. Num gerador síncrono de 250kVA, 1260V e ligação do induzido em estrela (Y),
alterou-se a ligação para triangulo (∆). Determine os valores de Potência Aparente
(S), Corrente de Linha (IL), Tensão de Linha (UL).
7. A tensão de fase num gerador síncrono de 60 Hz é 4600 V, com uma corrente de
excitação de 8A. Determine a tensão em circuito aberto a 50 Hz, se a corrente de
excitação for 6A.
8. Se o gerador do problema anterior for utilizado numa rede de 50 Hz, qual será a
tensão aos terminais se a ligação for em estrela (Y)? E se for em triângulo (∆)?
9. Um gerador síncrono trifásico tetrapolar roda a 1800 rpm e produz uma tensão com
a sequência ACB. Assuma os seguintes valores: Bm = 1,2 T, comprimento da
armadura 0,5 m. Diâmetro interior do estátor 0,4m
a) Determine a f.e.m. induzida por fase
b) Expresse as tensões geradas no domínio do tempo
c) Expresse as tensões como vectores
10. Para o gerador do problema anterior, calcule as tensões de linha se o enrolamento do
induzido está ligado em estrela.
11. Um gerador síncrono tetrapolar gira a 1800 rpm. O fluxo máximo por pólo é
0,032Wb. O enrolamento tem 280 espiras/fase. Calcule a f.e.m induzida/fase.
12. Se o gerador do problema anterior tem uma potencia nominal de 800 kVA e está
ligado em estrela (Y), qual é a corrente nominal?
13. Se o gerador do problema 11 está ligado em triângulo (∆) e entrega 600 kW com um
factor de potência de 0,866. Calcule a corrente de linha.
14. Um induzido trifásico octopolar, tem um total de 504 condutores activos. O fluxo
por pólo é 0,0128 Wb e é sinusoidal. A frequência é de 60Hz. Calcule a f.e.m.
induzida por fase.
15. O fluxo máximo por pólo de um gerador octopolar é 0,016 Wb. A frequência
nominal é 60Hz. A máquina tem um total de 1728 condutores. Qual a tensão em
circuito aberto se o induzido estiver ligado em triângulo com 2 enrolamentos em
paralelo por fase?
16. Um gerador síncrono trifásico de 250 kVA, 660 V, 60 Hz está ligado em Y. A
resistência do induzido é de 0,2Ω/fase e a reactância síncrona é de 1,4Ω/fase.
Calcule a regulação de tensão à plena carga e cos φ=1.
17. Calcule a regulação de tensão do problema anterior à plena carga e
a) cos φ=0,866 em atraso
b) cos φ=0,7 em avanço
18. Um gerador trifásico ligado em estrela, de 1000kVA, 4600V, 60 Hz apresenta uma
tensão em vazio de 8350V. O gerador opera à potência nominal (Snom) com
cosφ=0,75 em atraso. Calcule:
a) A reactância síncrona (despreze a resistência da armadura)
b) A regulação de tensão
c) O ângulo de carga (δ)
d) A potência desenvolvida (ou interna, no entreferro)
e) A nova tensão e potência aparente (Snom) se os enrolamentos do induzido
forem reconectados em triângulo (∆)
19. Um gerador síncrono de 100 kVA tem perdas totais de 5,5 kW quando entrega a
potência nominal com um cosφ=0,8. Calcule o rendimento percentual.
20. Um gerador trifásico de 25 kVA, 220V, entrega a sua potência nominal com um
factor de potência de 0,8 em atraso. A resistência dos enrolamentos medida entre 2
terminais e quando ligados em Y, é de 0,20Ω. A reactância síncrona é de 0,6Ω/fase.
A corrente de excitação é de 9,3A a 115Vdc (multiplicar por um factor de correcção
de 1,25, para obter valor efectivo em AC). As perdas por atritos mecânicos são de
460W e as perdas magnéticas são de 610W. Calcule:
a) A regulação de tensão
b) O rendimento à plena carga
21. Um dos geradores de uma central hidráulica tem os seguintes valores nominais:
S=108000 kVA, cosφ=1, 13,8 kV, ligado em Y, 60 Hz, 120 rpm. Dtermine:
a) O n.º de pólos
b) A potência activa nominal
c) A corrente nominal
d) A potência absorvida à carga nominal se o rendimento é de 97% (excluindo as
perdas associadas à excitação)
e) O binário aplicado ao veio do gerador
22. Se num gerador síncrono, uma corrente de excitação de 10 A, resulta em 150 A de
corrente de curto-circuito e 720V em circuito aberto, determine a queda de tensão
interna quando o gerador entrega 60A. A resistência do induzido pode ser ignorada.
23. Um gerador síncrono trifásico opera numa rede de 13,8 kV. A reactância síncrona é
de 5Ω/fase. O gerador entrega à rede 12 MW e 6MVAr (indutivo)
a) O ângulo de carga (δ)
b) O ângulo de fase (φ)
c) A f.e.m. gerada E
24. Um gerador síncrono trifásico de 750 kVA, 2300 V, é curto-circuitado e opera à
velocidade e corrente nominais. A tensão medida em vazio entre terminais é de
1320V com a mesma excitação. A resistência do induzido pode ser ignorada.
Determine a regulação do gerador para um factor de potência capacitivo de 0,8.
25. Repita o problema anterior para um factor de potência de 0,8 em atraso.
26. Um gerador síncrono trifásico de 2400V, 2000 kVA, ligado em triângulo, tem uma
reactância síncrona de 1,5Ω/fase. A resistência do induzido pode ser ignorada. A
excitação do gerador é ajustada para gerar a tensão nominal em vazio. Calcule a
tensão aos terminais quando entrega a corrente nominal com um factor de potência
de 0,8 em atraso.