Motor Síncrono Trifásico como Compensador Síncrono | Controle de Fator de Potência #26a

o Olá Todos eu sou o Marco Aurélio Estamos aqui no laboratório de máquinas para mais uma prática na aula de hoje vamos levantar a curva ver do motor síncrono trifásico Bora para aula E aí E aí E aí e a compreensão desta aula é importante revermos alguns vídeos que estão disponíveis o primeiro vídeo importante de revermos é sobre os princípios de funcionamento do motor síncrono trifásico naquele vídeo Além de falar sobre o princípio de funcionamento da máquina apresentamos também o circuito elétrico equivalente desta marca e outros dois vídeos importantes para serem revistos é o vídeo em que eu falo sobre a partida do motor síncrono como é feita a partida desta máquina de uma maneira mais teórica no caso essa é uma máquina com enrolamento compensador outra forma de partida é usando inversor de frequência e um outro importante vídeo é como partimos exatamente esta máquina fazemos as ligações explicamos o procedimento partida desta máquina passo a passo na aula de hoje vamos fazer a partida desta máquina a levantar a curva ver o que é a curva ver é a relação da corrente que circula pelo rotor da máquina pela bobina de campo do rotor da máquina com a corrente que circula pela Armadura da máquina que a corrente i. a. a corrente que circula pelo enrolamento do estator da máquina apenas Relembrando precisamos ter alguns Dados importantes para destacarmos aqui vamos operar essa máquina com tensão de linha de 220 porque tensão de linha de 220 porque a nossa atenção disponível de linha aqui fase ABC entre essas fases é de 220 é uma máquina trifásica Então vamos precisar aplicar 220 volts de linho nesta máquina E para isso vamos fazer a ligação dela lembrando ela tem dois enrolamentos por fase seria no nosso perfil frontal algo desse tipo aqui então por fácil tem um dois enrolamentos um dois enrolamentos um dois enrolamentos por isso temos 12 Bornes de acesso a marca como a nossa atenção aqui disponível é de 220 cada fase dessa máquina suporta 220 então que ligação que temos que fazer temos que colocar cada fase cada enrolamento da fase em paralelo colocamos em Parallel colocamos em paralelo e colocamos em paralelo a tensão de fase é 220 pra tensão de fase ser igual a tensão de linha em um sistema trifásico fazemos a conexão e em Delta entre os enrolamentos do estator da marca Num circuito elétrico ficaria algo do tipo coloquei no rolamento em paralelo por fase tenho dois rolamentos cada enrolamento suporta 220 a fase a fase b e faz assim e faço a ligação em Delta quando aplico 220 Observe aqui na cara de cada bobina entra 220 volts essa ligação foi mostrado com mais detalhes na aula anterior faremos a mesma ligação aqui Observe que a máquina ela indica essa ligação que vamos fazer para termos 220 de linha então coloco as ruínas por Fases em paralelo e depois ligo em Delta Então essa ligação já tá feita aqui na de cada barramento de esse aqui podemos puxar uma das fases vamos fazer a ligação aqui a fase ar o fasb o e fase ser é normalmente ou não vamos fazer ligações em máquinas elétricas nesse tipo de máquina aqui que é uma máquina que simula máquinas industriais é importante fazemos as ligações sem os equipamentos de medição porque vamos economizar em fios feitas as ligações Aí sim vamos colocamos equipamentos de medição para essa máquina precisamos alimentar o motor da máquina para alimentar o motor da máquina vamos usar uma fonte de corrente contínua O que é essa fonte aqui e lembrando Estamos fazendo procedimento exatamente igual anterior e colocamos em série com essa fonte a nossa resistência de ajuste é apenas um reostato é a única diferença entre o ensaio anterior no ensaio anterior nós temos uma atenção fixa de 12 volts e variamos a resistência de ajuste para ter um controle de Campo da marca neste ensaio vamos também variar corrente de Campo Porém para ter uma maior precisão vamos manter a resistência de ajuste no máximo e como Aqui nós temos uma tensão variável CC de 0 a 220 a gente vai conseguir uma maior precisão no controle da corrente de campo então eu vou usar os Bornes do lado de carro o controle desses Era 220 eu faço por aqui nós vamos fazer a ligação e vai entrar em série o nosso os tatu e ele está no máximo vou mantê-lo no máximo ó e vai lá no campo da máquina e é pago por aqui ele acesso rotor da máquina através das escovas e vou voltar lá para nossa fonte do CC e pronto essa ligação da marca lembrando é muito importante no motor síncrono E se eu ligar a chave e por aqui vai circular corrente trifásicas equilibradas vão produzir o campo magnético girante o rotor ele está parado e ele é muito bobinado no que circula o campo girante naquela bobina vai enxergar um fluxo variável esse fluxo variável vai para onde veja aqui tá conectado lá na bobina do rotor da máquina Então esse fluxo variável vai induzir uma tensão elevada e essa tensão elevada vai queimar a nossa fonte então essa máquina tem rolamento compensador Então como partidos aplicamos o curto-circuito é que após a partida retiramos o curto o rotor será magnetizado e haverá o acoplamento magnético entre o campo girante e o campo do rotor da máquina vamos aplicar aqui o curto-circuito e observe um detalhe faltaram os equipamentos eu procuro ligar a máquina sem os equipamentos de medição agora vamos ligar o equipamento de medição a ideia aqui é focarmos na curva ver poderíamos mostrar a potência a velocidade Apesar de que já sabemos que ser a 1800 RPM porque 120f sobre IP a frequência é 60 número de polos essa máquina é quatro com a rotação 1800 é uma máquina cinco e ela não perde essa votação então poderíamos fazer outras medições poderíamos medir as tensões mas como foco vai ser a curva ver e para evitar de termos muito equipamento e acabar confundindo vamos fazer e a ligação do amperímetro para corrente de campo e o amperímetro que vai medir a nossa corrente de Armadura então aqui a gente vai ter o nosso amperímetro vou ligar o Ceará eu preciso colocar ele cê cê tá em posts vou colocar em ti corrente coloco na escala de 20 mesmo tá 20cc vou ligar.

Comum e 20 amperes isso vou colocar aonde na minha corrente de campo então este amperímetro vai mediu e f da máquina que é o ief a corrente que circula lá pro rotor da máquina E aí um ponto comum ó e vai para a fonte E aí eu coloquei na fonte a Fontes tá no zero meu é real estate está no máximo mas vou fazer o controle dessa corrente pela minha fonte como eu vou monitorar a corrente eu não tô preocupado com a atenção que eu vou aplicar aqui no rotor da máquina eu vou monitorar a corrente Então posso colocar ela em 30 e até três ampert alca máquina suporta e essa que a minha informação importante aqui voltamos monitorar aqui a nossa corrente de Armadura essa que circula pelo estator da máquina Lembrando aqui ó a nossa tensão aplicada é que vem da Cemig aqui é a corrente de linha se voltarmos ao nosso circuito equivalente qual corrente que estamos monitorando aqui ó aqui a tensão da fonte estamos monitorando essa corrente ou esta ou esta qual que é a cor a linha que a máquina suporta de acordo com os dados de placa dela para ligação em Delta 220 é um ponto 31 essa é uma informação importante outro dado todo equipamento trifásicos dados são B linha não é os dados de fase então a corrente de linha que a corrente vai circular aqui é de um ponto 31 eu não posso passar dessa corrente se passar eu tenho que reduzir lá então essa é a ligação do motor cinco que fizemos na aula passada faltou o amperímetro vou usar aqui o alicate amperímetro bom então coloquei aqui na escala de 1 ampér é enfiar eu vou colocar a luz deixá-lo apoiado aqui mesmo e desta forma é importante um dado aqui na partida as correntes que circulam pelo estator da máquina são correntes elevadas Se eu colocar uma perímetro comum aqui eu posso queimar uma perímetro já que ele não vai suportar aquela corrente de partida e a máquina perderia uma das fases então é interessante para esses casos usar o alicate amperímetro Então esse alicate vai me dar o Iah Eu e meu multímetro vai me dar meu e é corrente de Campo da marca eu vou traçar a curva e f por i. a. quais serão os meus limites Essa é a corrente nominal de Armadura e a corrente e o que vamos observar aqui nessa prática essa relação é muito importante no motor cinco porque vamos observar que esta máquina ela pode operar como um condensador signo ou seja consigo corrigir o fator de potência ele consegue fornecer reativa aos como a gente vai conseguir isso justamente controlando a corrente de Campo da máquina para isso vamos lembrar apenas do circuito elétrico equivalente e do perfil frontal desta máquina o objetivo desta prática é fazer uma análise mais prato tem muito detalhe teórico tentarmos imaginar o que acontece dentro da máquina na próxima aula Vamos fazer uma análise fatorial para confirmar o que vamos observar aqui então Relembrando da aula E aí o no vídeo foi partida dessa máquina Vamos partir da marca a ver ela parte sozinha talco circuito aqui Observe corrente circulando 1.

71 uai é maior do que nominal é porque ela tá girando sobre os enrolamentos compensadores dela são poucas Barras próprio motor fica pesado Então temos que colocar lá logo em sincronismo e está em curto meu RD ajuste está no máximo Qual que é a corrente que a máquina aguenta no campo dela 3 amperes Vou colocar aqui a corrente em torno de 3 amperes porque assim que eu tirar o culto eu garanto que a máquina entre sincronismo E para isso eu vou aumentando a tensão AC e observe que aumentando a tensão e o risco de queimar não porque eu estou monitorando a corrente ela está circulando o rotor da máquina também não porque porque está em curto e pronto eu posso deixar nesse valor assim que eu tirar o culto essa corrente vai diminuir porque ela vai diminuir porque a corrente vai entrar lá no rotor da máquina vamos ver se a gente consegue perceber o momento do sincronismo e pelo som da máquina é e talvez não foi possível perceber pelo som mas ouvir o sincronismo vejo o valor da corrente agora é apenas 0. 20 o que ocorre o campo do rotor acoplou ao campo magnético girante e a máquina está em sincronismo girando a 1800 RPM novamente vamos ver a corrente de Campo é um, 91 amperes e agora qual é a ideia da curva ver e vamos tentar interpretar o que acontece na E se nós diminuímos a corrente de campo eu vou te desmagnetizando o rotor vamos observar o que ocorre aqui veja eu apliquei aqui as correntes trifásicas e equilibradas e a e b e c vou fazer um resumo simples aqui a ideia da operação é a mesmo E aí [Música] nós fizemos a ligação em paralelo o final com início bom e depois fechamos o delta Entre esses Bornes para não poluir a figura que o apenas representar as correntes que estão circulando na internet e os ir quando aplicamos as três correntes produziu o campo magnético girante vamos representar o aqui Seria algo do tipo eu tenho um polo norte eu tenho Polo Sul girando e com ms o nosso motor nós magnetizamos com tensão continua aplicamos VF o círculo e f vsf que estão monitorando É esse aqui estamos monitorando assim o magnetismo o rotor da máquina da regra da mão direita eu vou ter um campo magnético do rotor o pé e aqui sai do ferro pelo Polo Norte e entra no ferro pelo Polo do Sul é tão tempo do rotor magnetizado ouvir o acoplamento o Polo Norte persegue o Polo Sul e o Polo Sul persegue o Polo Norte do campo girante da máquina também podemos representar o campo girante pela variável BS é isso que está ocorrendo na máquina neste momento observe a seguinte situação ela está operando agora e que com esse equilíbrio corrente 0 23 e é um ponto 88 e está operando veja quando o rotor gira e ele tem um campo magnético esse campo magnético induz de volta na bobina do estator uma tensão que é a tensão de Armadura interna gerada e isso representando o nosso circuito elétrico equivalente veja esse circuito ele é por fase aqui é o rotor da máquina CC e aqui é a bobina de Armadura uma dela é por fase aqui aplicamos tensão continua PF circula e f e produz o campo no estator da máquina aqui novamente aplicamos VP o IPTU é isso esse BT essa tensão é a tensão da fonte r a resistência de Armadura o XS ou XS representa a queda interna causada pelo campo girante lembra que também explicar em aulas anteriores quando eu tenho esse PS e lindos de volta no estator uma atenção chamamos tensão de reação de Armadura fizemos essa modelagem e definimos a reatância síncrona da máquina essa fonte aqui representa exatamente a tensão interna induzida pelo campo do rotor da máquina que é o é a esse chá eu não consigo monitorá-lo na máquina por quê Porque tem uma corrente circulando pelo estator i i a i x i a que é o que nós estamos medindo aqui então assim que circulou e a produzir o campo girante com o campo do rotor da máquina nós temos a rotação da máquina o homem km que é igual a Ômega és que seria velocidade síncrona então é essa situação que temos agora aqui que que é importante obter nós não alteramos a velocidade também não alteramos porque é uma máquina simples está em sincronismo mas veja eu tenho essa tensão interna aqui essa nós controlamos por quê E se eu aumento a corrente de Campo e eu aumento BR a minha tensão interna induzida é cá se ômega o homem é constante aumentei o Finn aumentei olhar E se eu diminui F diminui BR seu diminuto BR eu diminuo ou é então observe a situação eu tenho uma tensão v t constante e eu coloco Esse é pequeno e esse ah eu consigo colocá-lo elevado e esse controle aqui que é importante para nós porque vamos tentar enxergar o que ocorre na máquina a primeira coisa que podemos observar se esse ver ter constante se diminuímos muito orar como vamos fazer isso vamos se magnetizar o autor vai chegar aqui a diferença entre VT a aumenta então Meu Iá aumenta Então veja tô aplicando uma tensão VT vou ter uma queda e vai chegar no meu é a Botei uma corrente elevada e depois o que vamos fazer vamos aumentando é e vamos aumentando é Oh e vamos ver ali o que ocorre na máquina e vamos explicar essa situação a nossa primeira parte aqui nós vamos desmagnetizar o rotor da máquina ou seja o diminuir meu e f vejo um detalhe se eu diminuir muito o meu e é eu disse magnetismo muito rotor da máquina meu é a diminuir consideravelmente essa minha queda aumenta Então eu ia aumenta então eu vou desmagnetizar a máquina até que o Yah seja o nominal da minha mãe então vamos analisar aqui eu vou diminuir aqui o ief e vamos observar ali Eu Estou diminuindo o ief a porém eu tenho que observar meu e aqui vai ser o importante para mim aqui vamos observavam a ver Estou diminuindo o ief olha o olhar só aumentando eu vou continuar diminuindo o ief até quanto até um ponto 3 que é o nominal da armadura da máquina e pronto vou deixar nesse valor aqui 1. 35 [Música] é então que ocorreu veja o valor do ief 1043 Qual que é o valor do Iah é um ponto 35 Então vamos lá 10, 43 a ampér e meu iaiá meu 1,36 a ampér essa situação que temos vou seguir aqui até observamos um detalhe então o que que eu vou fazer vou começar aumentar o ief veja como desmagnetizar muito meu e a ficou muito pequeno agora eu vou voltar magnetizar o rotor da máquina então a queda aqui vai diminuir a queda de tensão e tomei o Iago vai começar a diminuir Então vamos fazendo isso 1.

36 vou para depois para 1 e 20 por 1 e 10 e assim sucessivamente [Música] bom então vou ajustar aqui mas vou observar aqui eu vou começar a magnetizar máquina eu vou aumentar meu ief e vamos lá zero71 é um ponto 14 bom então estamos aumentando o ief e o Iago está diminuindo vamos lá continuar todo servando ali Meu Iá Iá [Música] 10 89 i i a 0 99 Então agora ele tá 08 190 98 99 Então veja Estamos indo indo aí ar e magnetizando cada vez mais o motor i é um, 17075 é um, 33063 é um, 54 046 novamente aumentando o centro está aumentando aqui é um, 74 0,32 São viagem estou o tempo todo diminuindo a queda tensão interna da marca novamente é um regula 94 todos preocupado tá dentro do homem ao e 0,2 e f e a mais uma vez 2,08 0,16 0,27 mais uma vez veja um detalhe aqui 2,08 era anterior agora tá 2,18 Vou colocar 2,20 o 2. 20 continue aumentando vamos observar um detalhe aqui e olha o valor da corrente 0,18 três vamos anotar aqui 12 19 0,18 un Observe que tá correndo agora hoje eu vim aumentando meu i f e meu é a e a veio só diminuindo chegou no zero 16 aumentei começou aumentar o i. a.

também vou fazer mais um ponto e f-zero 2,32 A Iá 0,24 i i a o que está ocorrendo Como assim eu estou aumentando o ief e voltou a aumentar Meu Iá antes o que que tinhamos vamos olhar pelo circuito elétrico equivalente Esse a é a tensão induzida pelo rotor da máquina Esse bebê é a tensão aplicada então ele não varia quando disse magnetizamos muito Meu Iá ficou grande porque eu ver ter ficou muito maior do que o meu é a então eu tive uma queda interna aqui Meu Iá era grande fui magnetizando o diminuindo aquela interna mas Observe o que vai acontecer se eu for magnetizando demais vai chegar uma hora em que a diferença de potencial começa a aumentar de novo Suponha que o magnetismo muito meu olhar vai ficar muito grande o meu VT no varia então meu olhar a crescer crescer e aí a diferença o Meu Iá o módulo volta a aumentar bom então vira partir de um ih a máximo ele vai passar por um momento de mínimo e depois vai ter um momento em que o meu é a começa a crescer muito e aí o meu e a volta aumentar o que está ocorrendo aqui na máquina na verdade que tipo de operação é essa veja o que caracteriza para mim uma tensão olhando do ponto de vista desse circuito eu tenho uma tensão aplicada e atenção lá na carga Suponha que fosse uma carga aqui maior do que da fonte seria um circuito um elemento capacitivo aqui então nesse momento quando o meu é a Volta ao Meu Iá volta aumentar a minha máquina começa a se tornar capacitiva a minha corrente simples para e dentro da Mata é o sentido da corrente no motor da máquina e ela começa a se tornar capacitiva porque a tensão aplicada com a menor do que a tensão interna gerada neste caso essa máquina da forma com que tá aqui ela tá corrigindo o fator de potência porque o sistema está enxergando ela como se fosse um capacitor condensador 5 Veja a máquina para invasivo o que que é o motor em vazio não tem carga nenhuma ou esse dela carga mecânica então eu consigo controlar o fator de potência dessa máquina de uma forma suave sem ser diz pé bom então eu consigo colocar e corrigir fatores potência caso eu precise um sistema Industrial essas máquinas são chamadas de compensador cinco quando elas operam com o circuito de Campo muito magnetizado e o magnetismo muito ela se torna capacitiva e eu consigo corrigir o fator de potência do sistema vamos observar aqui continuar fazendo a nossa culpa e o que que eu tenho que olhar aqui é a minha corrente para não passar do nominal EA corrente armadura para não passar do nominal vamos continuar com a nossa curta João maneira mais direta com 2,47 034 o 2,650 47 de 2,74 10, 54 de 2,92 e 0,68 0,67 o que vai limitar aqui neste caso vai ser a minha corrente de Campo vou botar três que eu nominal da máquina o 3,01 0,74 bom então Observe que interessante ocorreu aqui eu posso deixar a máquina operando dessa forma ó velha 73 de nominal ok em 2,98 dentro nominal OK posso deixar a máquina tá corrigindo fator de potência ela tá operando como se fosse um capacitor vai da onde que eu tô tirando essa conclusão veja eu magnetizer muito rotor da máquina quando eu magnetizer muito rotor da máquina a minha atenção interna com maior do que a tensão aplicada Veja a corrente circula nesse sentido qual o elemento de circuito corresponde a uma atenção maior do que atenção aplicaram seria um capacitor então neste momento a máquina opera como um condensador síncrono no caso aqui ela está em vazio e fizemos o controle do fator de potência partimos de uma máquina indutiva por uma máquina capacitiva o objetivo deste ensaio então é traçar esta curva com e a todos que levantamos qual seria a ideia desta curva vamos observar aqui eu tenho a minha corrente de Armadura e a minha corrente e f de Campo na maca o que que vai aparecer nessa curva é algo desse tipo passou por um irá mínimo no nosso circuito aqui no nosso ensaio aí a mínimo foi 016 ah e tem um ih a máximo 1.