Ensaio 10: Máquina Síncrona

Ensaio 10: Máquina Síncrona
1. Objetivo
Os objetivos desse ensaio são:
a) Realizar os ensaios de circuito aberto e de curto-circuito do gerador síncrono.
b) Traçar as curvas de magnetização e de corrente de curto-circuito.
c) Estimar o valor da impedância síncrona.
d) Avaliar a precisão do circuito equivalente do gerador síncrono.
2. Equipamentos utilizados
a) Bancada (fontes, medidores)
b) Máquina síncrona, como motor
c) Máquina síncrona, como gerador
d) Amperímetros
e) Tacômetro
f) Reostato de 10 Ω
g) Chave tripolar
3. Atividade I
Uma máquina síncrona opera como motor e a outra como gerador. Efetue a montagem
necessária para acionar o motor, colocando-o a velocidade nominal. O motor síncrono será
alimentado pela tensão da rede e fornecerá potência mecânica no seu eixo.
3.1) Motor Síncrono
Para fazer a conexão do motor síncrono, deve-se seguir o procedimento descrito abaixo.
-
Identificar os terminais da máquina síncrona e as suas diferentes conexões,
observando atentamente a sua placa ;
Fazer a ligação trifásica para 220 V, em ∆ (terminais L1, L2 e L3 da fonte) ;
Conectar o enrolamento de campo do motor síncrono em série com o reostato de
campo (10 Ω) e com a fonte de 12 V (CC), conforme mostrado na Figura 1, com
o reostato ajustado para o valor máximo de sua resistência.
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a
b
A
L1
L2
MS
Lf
10Ω
c
Vf
L3
Figura 1 - Máquina síncrona operando como motor.
Lembrando como se parte o motor síncrono:
Aplique 220 V com o enrolamento de campo desconectado.
Ligue o campo.
Ajuste o reostato de campo (se for necessário) até o motor atingir 1800rpm.
3.2) Gerador Síncrono: ENSAIO A VAZIO
Após ter realizado as ligações do motor síncrono, faça as ligações do gerador
síncrono. Monte o circuito apresentado na Figura 2.
V
GS
Figura 2 – Gerador Síncrono – circuito aberto.
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Inicie a experiência:
Passo 1: Parta o motor síncrono. Veja comentários sobre a partida.
Passo 2: Quando o motor síncrono entrar em sincronismo (1800 rpm), verifique a tensão
residual (sem corrente de campo) do gerador síncrono, e registre esse valor na Tabela 1.
Tabela 1 – Característica a vazio
IF [A]
V[V]
0
Passo 3: Ligar o circuito de campo do gerador síncrono:
-Coloque o reostato de campo (10Ω) no seu máximo valor.
-Retire os condutores do circuito de campo do motor síncrono e conecte esses
condutores no circuito de campo do gerador síncrono.
Passo 4: Reduza o reostato de campo, e registre diferentes valores de corrente de campo e
tensão gerada na Tabela 1. Varie a corrente de campo até a tensão gerada atingir 220V
aproximadamente.
Para desligar:
Coloque o reostato de campo no seu máximo valor.
Retire os condutores de campo do gerador síncrono.
Reduza a tensão aplicada do motor síncrono.
Desligue a bancada.
3.3) Gerador Síncrono: ENSAIO DE CURTO-CIRCUITO
Após ter realizado as ligações do motor síncrono, faça as ligações do gerador síncrono.
Monte o circuito apresentado na Figura 2 com um amperímetro em série no lugar do
voltímetro. Coloque uma chave tripolar para simular a operação em curto-circuito. A chave
tripolar deve começar ABERTA. A tensão no gerador deve ser baixa para não gerar
correntes acima da corrente nominal do equipamento.
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Inicie a experiência:
Passo 1: Parta o motor síncrono. Veja comentários sobre a partida.
Passo 2: Quando o motor síncrono estiver em sincronismo (1800 rpm), coloque o reostato
de campo (10Ω) no seu máximo valor, desconecte os cabos do circuito de campo do motor
síncrono e conecte-os no gerador síncrono.
Passo 3: Feche a chave tripolar.
Passo 4: Reduza o reostato de campo, e faça diferentes leituras. Preencha a Tabela 2
verificando a relação entre corrente de campo e de curto circuito. Varie até a corrente I
atingir aproximadamente 1,6 A. A relação entre essas correntes deve ser linear.
Tabela 2 – Característica de curto-circuito.
IF [A]
I[A]
0
0
Para desligar:
Coloque o reostato de campo no seu máximo valor.
Abra a chave tripolar.
Retire os condutores de campo do gerador síncrono.
Reduza a tensão aplicada do motor síncrono.
Desligue a bancada.
QUESTIONÁRIO
1) Estime a impedância síncrona saturada e não saturada do gerador.
2) Use o gerador para alimentar uma carga trifásica conhecida. Varie a carga. Avalie
a discrepância entre os valores medidos de tensão e corrente e os valores teóricos
resultantes do circuito equivalente.
3) Qual a impedância que melhor representa o comportamento do gerador? Saturada
ou não-saturada? Qual a relação entre reatância síncrona e resistência por fase?