Um gerador sincrono de 480 \mathrm{~V}, 60 \mathrm{~Hz}, ligado em \Delta e de 4 polos tem que as caracteristica a vazio mostradas a seguir. Este gerador tem uma reatancia sincrona de 0,1 \Omega e uma resistencia de armadura de 0,015 \Omega. A plena carga a máquina fornece 1200 A com FP 0,8 atrasado. Em condição de plena carga, as perdas por atrito e ventilação são 40 kW e as perdas no nucleo são 30 kW . Ignore as perdas no sircuito de campo.
1.1 Qual é a velocidade de rotação desse gerador?
1.2 Quanta corrente de campo deve ser fornecida ao gerador para que a tensão de terminal seja de 480 V a vazio?
1.3 Se o gerador for ligado a uma carga que solicita 1299 A com fator de potencia 0,8 atrasado, quanto de corrente de campo será necessário para menter a tensão de terminal em 480 V ?
1.4 Quanta potencia o gerador esta fornecendo agora? Quanta potencia é fornecida ao gerador pela máquina motriz? Qual é a eficiencia total dessa máquina?
1.5 Se a carga do gerador for repentinamente desligada da linha que acontecerá a sua tensão terminal?
1.6 Finalmente suponha que o gerador seja ligado a uma carga que solicita 1200 A com FP de 0,8 adiantado. Quanta corrente de campo será necessária para manter a \mathrm{V}_{\mathrm{T}} em 480 V ?

Passo 1

O enunciado descreve um gerador síncrono trifásico de 480,V, 60,Hz, ligado em \Delta, de 4 polos, com X_s=0,1, \Omega e R_a=0,015, \Omega. Nos pede diversos itens (velocidade, corrente de campo em vazio e em carga, potência e eficiência, comportamento instantâneo ao desligar a carga etc.). Para determinar as correntes de campo requeridas (itens 1.2, 1.3 e 1.6) é indispensável a característica a vazio (tensão gerada E versus corrente de campo I_f), que não foi fornecida.

Passo 2

Para o item 1.1 usamos a fórmula da velocidade síncrona:
N_s = \frac{120\,f}{p}
onde f=60,Hz e p=4 polos. Logo,
N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800\\ \text{rpm}.

Passo 3

Não é possível prosseguir com os itens 1.2, 1.3 e 1.6 (correntes de campo em vazio e em carga) porque falta o gráfico da característica a vazio E versus I_f. Sem esses dados, não há como ler o valor de I_f correspondente a E=480,V.

Resposta

1.1 N_s = 1800,rpm
1.2 a 1.6 – não é possível determinar porque o gráfico da característica a vazio não foi fornecido.

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