Motores Síncronos:

Os Motores Síncronos convertem energia elétrica emenergia mecânica.

O enrolamento de campo alimentado por uma fonte CCe normalmente localizado no ROTOR.

O enrolamentos da armadura são localizados noESTATOR e são alimentado por uma fonte CA.

Como o motor síncrono é idêntico fisicamente ao geradorsíncrono todas as equações desenvolvidas são válidas

(e.g. velocidade, potência, torque, etc.)

– p. 1/20

Princípios básicos:

1. Os enrolamentos da armadura são percorridos por correntes alternadas trifásicas;

2. Essas correntes criam no estator um campo girante de amplitude constante ( ~BS );

3. O campo do estator ( ~BS ) interage com o campo produzido no rotor ( ~BR) induzindoum torque mecânico.

– p. 2/20

Circuito equivalente:

Motor síncrono de pólos lisos:

I A

.

E A

.V t

.L F

RFI F

V F

jX S RA

Vt = Ea + RaIa + jXS Ia

– p. 3/20

Diagrama fasorial

I A

.

V T

.

E A

.

AR I A

.SjX I A

.θ δ

(característica indutiva)

V T

.

E A

.

SjX I A

.

AR I A

.

I A

.

δθ

(característica capacitiva)– p. 4/20

Campos magnéticos no interior do MS para correnteadiantada (caract. capacitiva)

EA

.

0o

SBI A

.

BF

BM

ER

. EM

.

c

b´

b

c´

a

a´a´

ω

– p. 5/20

Motor síncrono de pólos salientes:

E A

.V t q

.L F

RFI F

V F

V t d

.

I d

.

0 V

I q

.

circuito equivalente de eixo−q

circuito equivalente de eixo−d

RAjX d

RAjX q

Vt = Ea + RaIa + jXdId + jXqIq– p. 6/20

Diagrama fasorial I

V T

.

I A

.

I q

.

qjX I q

.

I d

.djX

E A

.

AR I A

.

I d

.θ δ

dq

(característica de operação indutiva)

– p. 7/20

Diagrama fasorial II

V T

.

E A

.

I A

.

I d

.

I q

.

AR I A

.

qjX I q

.

I d

.djX

δ

θ

d

q

(característica de operação capacitiva)

– p. 8/20

Operação em regime permanente:

Característica τx ω :

τind = kBR · BM sin δ

– p. 9/20

Potência ativa e reativa nos MS:

P mec

τ ωmec mec

P = 3 V I cos ele t a

Q = 3 V I sin ele t aGS θ

θ

Potência ativa:

Pele = 3VtIa cos θ

(grandezas de fase)

Pele =√

3VLIa cos θ

(grandezas de linha)

Potência reativa:

Qele = 3VtIa sin θ

(grandezas de fase)

Qele =√

3VLIa sin θ

(grandezas de linha)

– p. 10/20

MS de pólos lisos

Considerando Ra ≈ 0 tem-se:

Pele = 3VtIa cos θ = 3VtEa

XS

sin δ

e,

Qele = 3VtIa sin θ = 3Vt

XS

(Vt − Ea cos δ)

O torque induzido no MS pode ser calculado por:

τind =Pmec

ωm=

Pele − Perdasωm

Desprezando as perdas e fazendo ωm = ωs tem-se:

τind = 3VtEa

ωsXS

sin δ

– p. 11/20

MS de pólos salientes:

Considerando Ra ≈ 0 tem-se:

Pele = 3VtEa

Xd

sin δ +3

2V 2

t

(

Xd − Xq

XdXq

)

sin 2δ

e,

Qele = 3Vt

Xd

(Vt − Ea cos δ) + 3V 2

t

(

Xd − Xq

XdXq

)

sin2 δ

Sendo o torque induzido dado por:

τind = 3VtEa

ωsXd

sin δ +3

2

V 2t

ωs

(

Xd − Xq

XdXq

)

sin 2δ

– p. 12/20

Variações de carga nos MS:

– p. 13/20

Variações na corrente de campo:

– p. 14/20

Correção de fator de potência:

O motor síncrono é usado para gerar potência reativapara o sistema.

– p. 15/20

Condensador síncrono:

Condensador Síncrono é um motor síncrono projetadopara gerar/absorver apenas potência reativa em seusterminais CA.

– p. 16/20

Partida de motores síncronos:

O torque (conjugado) induzido nos motores síncronos énulo fora da velocidade síncrona.

– p. 17/20

Técnicas de partida de MS.1. Redução da velocidade do campo magnético girante

criado no estator;utilização de inversores de freqüência.

2. Utilização de uma máquina motriz (motor de induçãoou motor CC) para acelerar o rotor do motorsíncrono até próximo da velocidade síncrona docampo girante;

3. Utilização de enrolamentos amortecedores.

– p. 18/20

Enrolamentos amortecedores:

– p. 19/20

Torque nos enrolamentos amortecedores:

O torque produzido pelos enrolamentos amortecedoresé pulsante porém sempre na mesma direção

– p. 20/20