3-Explique como a impedância síncrona e a resistência de armadura podem ser determinadas.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como determinar a resistência de armadura R_a e a impedância síncrona Z_s de uma máquina síncrona. Vamos recorrer a dois tipos de ensaios na máquina:
– um ensaio de corrente contínua (CC) para medir R_a,
– e os ensaios a vazio e em curto-circuito para obter Z_s.

Passo 2

Para determinar a resistência de armadura R_a realiza-se o ensaio CC desligando a máquina do circuito CA e alimentando o enrolamento de armadura com uma fonte contínua de baixa tensão. Medem-se a tensão aplicada V_{CC} e a corrente resultante I_{CC} pelos terminais do estator usando técnica de quatro-fios (método Kelvin). Então
R_a \;=\;\frac{V_{CC}}{I_{CC}}\,.
Este procedimento elimina efeitos de autoindução, fornecendo o valor puro de resistência ôhmica dos enrolamentos.

Passo 3

Para obter a impedância síncrona Z_s usamos o chamado método de impedância síncrona (synchronous impedance method):
  1. Ensaio a vazio (open-circuit test): gira-se a máquina em velocidade síncrona, mede-se a tensão de fase na saída E_{oc} em função da corrente de campo I_f. Obtém-se a curva E_{oc}\times I_f.
  2. Ensaio em curto-circuito (short-circuit test): com o rotor girando em síncrono, curto-circuita-se o estator e mede-se a corrente de curto I_{sc} em função de I_f. Obtém-se a curva I_{sc}\times I_f.
Em um ponto onde a corrente de curto I_{sc} é igual à corrente nominal de armadura I_{n}, identifica-se o valor de campo I_{f\,n} correspondente. Na curva a vazio, toma-se então a tensão E_{oc,n} que ocorre para o mesmo I_{f\,n}. A impedância síncrona fica
Z_s \;=\;\frac{E_{oc,n}}{I_{sc,n}}\;=\;\frac{E_{oc,n}}{I_{n}}\,.

Passo 4

Como Z_s é composta de resistência e reatância série ( Z_s = R_a + jX_s), a reatância síncrona X_s é obtida por
X_s \;=\;\sqrt{\,Z_s^2 \;-\;R_a^2\,}\,.

Resposta

A resistência de armadura R_a é determinada por ensaio CC simples, medindo V_{CC} e I_{CC} e usando
R_a = \frac{V_{CC}}{I_{CC}}.
A impedância síncrona Z_s é obtida pelo método de impedância síncrona, comparando-se o resultado do ensaio a vazio e em curto-circuito para corrente nominal, segundo
Z_s = \frac{E_{oc,n}}{I_{n}},
e a reatância síncrona X_s vem de
X_s = \sqrt{\,Z_s^2 - R_a^2\,}.

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