Mquinas Sncronas

Prof. Samuel Bettoni

Mquinas Eltricas I Aula 20

Mquinas SncronasConstruo das Mquinas SncronasCampo Fixo (armadura girante e um campo estacionrio)A mesma construo do estator empregada na mquina sncrona como feito na mquina de CC;O enrolamento de campo excitado por uma fonte CC;O enrolamento de armadura colocado no rotor levado a anis coletores bem como a um comutador;A mquina operar como motor ou como gerador dependendo se a entrada corrente CC ou correntes CA;Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas SncronasCampo Mvel (campo girante e armadura fixa)A construo da mquina sncrona com o campo fixo bastante limitada em comparao com a mquina sncrona de campo mvel;O enrolamento de campo alimentado por uma corrente CC atravs de anis coletores;O enrolamento de armadura ligada diretamente fonte CA ou carga;Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas SncronasMquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro Lafaiete

Construo das Mquinas SncronasAmbos os tipos de Mquinas Sncronas podem ser utilizados como alternadores, mas a mquina com a armadura fixa e o campo girante (Campo mvel) sem dvida o mais usado para a gerao de energia eltrica;

A mquina com a armadura girante (Campo fixo) mais utilizada como conversor sncrono (converter corrente contnua em alternada ou vice-versa).

A menos que deixemos claro, nosso estudo recara sobre a mquina sncrona de campo mvel.Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro Lafaiete

Construo das Mquinas SncronasEm mquinas antigas, a corrente de excitao era fornecida tipicamente por meio de anis coletores a partir de uma mquina CC, conhecida como excitatriz, que era montada no mesmo eixo da mquina sncrona;

Em mquinas modernas, a excitao dada a partir de excitatrizes CA e retificadores de estado slido (pontes com diodos ou retificadores de fase controlada);Excitatriz Esttica (com escovas);Excitatriz Brushless (sem escovas).

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas Excitatriz EstticaRetificao na parte estacionria da mquina;Motores Sncronos com excitatriz do tipo esttica so constitudos de anis coletores e escovas que possibilitam a alimentao de corrente dos plos do rotor atravs de contato deslizante;A corrente contnua para alimentao dos plos deve ser proveniente de um conversor e controlador esttico CA/CC;Os Motores Sncronos com excitatriz esttica atualmente esto sendo muito utilizados em aplicaes com variao de velocidade atravs de Inversores de Freqncia.

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas Excitatriz Esttica

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas Excitatriz BrushlessOutro modo quando a excitatriz CA est no rotor da mquina sncrona, assim como a retificao, sendo que nesse caso a corrente fornecida ao rotor sem a necessidade de anis coletores (Brushless);

Motores Sncronos com sistema de excitao brushless possuem uma excitatriz girante;Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas Excitatriz Brushless

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteConstruo das Mquinas Sncronas

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteVantagensMuitas vantagens est por trs do uso de motores sncronos na indstria.Algumas dessas razes so listadas abaixo:Baixo custo inicial;Altos rendimentos;Obter correo do fator de potncia;Obter caractersticas de partida especiais;Caractersticas especiais do motor sncrono.Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteVantagensBaixo custoDe um modo geral um motor sncrono com excitatriz e controle pode ter um custo inferior a um outro motor CA de igual potncia;

Alto rendimentoSe o rendimento do motor for uma considerao muito relevante, motores sncronos com fator de potncia unitrio muitas vezes o melhor nesse aspecto.Considerando que a potncia reativa (KVar) no necessria, e somente a potncia til (KW), a corrente de linha se torna menor e consequentemente as perdas no cobre tambm.Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteVantagensAlto Rendimento

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteVantagensCorreo do Fator de PotnciaUma multa pode ser aplicada pelas concessionrias de energia se o fator de potncia de determinada instalao estiver abaixo de valores especificados;Baixo fator de potncia = alto consumo de energia reativa = aumento dos equipamentos de gerao e transmisso;Plantas industriais geralmente possuem predominncia de cargas reativas indutivas tais como motores de induo de pequeno porte que requerem considervel quantidade de potncia reativa (KVAR) consumida como corrente de magnetizao.Embora seja possvel usar capacitores para suprir a necessidade de potncia reativa, havendo a possibilidade, frequentemente prefervel a utilizao de motores sncronos para este objetivo.Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteVantagensObter caractersticas de partida especiaisCombinaes de conjugado mais alto ou mais baixo e baixa corrente de partida sem reduzir ou afetar as caractersticas em regime permanente.

Caractersticas especiais do motor sncronoVelocidade constanteEntreferro de grande dimenso

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteResumo do que vimos at agora...Resumo do que vimos at agora...Caractersticas principais da Maq. Sncrona:Mquina de corrente alternada;Velocidade proporcional frequncia das correntes de armadura;

Rotor gira em sincronismo com o campo girante do estator;Rotor alimentado por corrente contnua;Estator com corrente alternada;

Mquinas Eltricas ICentro de Ensino Superior Conselheiro LafaieteResumo do que vimos at agora...Tipos de Mquinas Sncronas:Monofsicas e polifsicas;

Bipolares e multipolares;

Plos salientes e plos cilndricos;

Campo fixo e campo mvel;

Excitao independente e auto-excitado;

Baixa frequncia e alta frequncia;RefernciasFitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; Mquinas Eltricas, 6 ed., Bookman, 2006.Catlago WEG Motores Sncronos; Disponvel em http://catalogo.weg.com.br/files/wegnet/WEG-motor-sincrono-644-catalogo-portugues-br.pdf; Acesso em 18/04/2012.