O que são as barras encravadas na face polar de uma máquina? Qual a função dessas barras em motores e em geradores síncronos?
Passo 1
O enunciado pergunta o que são as chamadas “barras encravadas” na face polar de uma máquina síncrona e qual é o papel delas quando a máquina opera como motor e quando opera como gerador. Para responder, vamos ver primeiro a configuração construtiva dessas barras e depois detalhar sua função em cada modo de operação.
Passo 2
As barras encravadas (também chamadas de “damper winding” ou gaiola de esquilo) são peças metálicas (geralmente de cobre ou alumínio) embutidas nas ranhuras ou sulcos no topo (face) dos pólos do rotor da máquina síncrona. Elas não são excitadas por campo CC como o enrolamento principal, mas estão rigidamente presas ao rotor, formando pequenas espiras curtas-circuitadas.
Passo 3
Quando a máquina funciona como motor síncrono, ela não produz torque de partida diretamente, porque o rotor só “trava” em sincronia com o campo girante depois de atingir quase a velocidade síncrona. As barras encravadas fornecem um caminho de corrente induzida, fazendo o rotor comportar-se momentaneamente como um motor de indução para acelerar até perto da velocidade síncrona. Assim, as barras:
- Geram torque de partida inicial (efeito gaiola de esquilo).
- Amortecem oscilações de velocidade durante a aproximação da sincronia, evitando surtos e vibrações excessivas.
- Geram torque de partida inicial (efeito gaiola de esquilo).
- Amortecem oscilações de velocidade durante a aproximação da sincronia, evitando surtos e vibrações excessivas.
Passo 4
Quando a máquina opera como gerador síncrono, sob variações bruscas de carga ou de rede, aparecem oscilações eletromecânicas (fenômeno de hunting). As barras encravadas mitigam essas oscilações porque correntes de Foucault se induzem nelas sempre que o fluxo no entreferro oscila. Essas correntes criam campos magnéticos que se opõem à variação rápida de fluxo, fornecendo:
- Amortecimento de oscilações de carga (estabilidade de ângulo e frequência).
- Proteção contra transientes, ajudando a manter o sincronismo e a suavizar flutuações.
- Amortecimento de oscilações de carga (estabilidade de ângulo e frequência).
- Proteção contra transientes, ajudando a manter o sincronismo e a suavizar flutuações.
Resposta
As barras encravadas são barras metálicas curtas-circuitadas alojadas na face polar do rotor de uma máquina síncrona, formando um “damper winding” semelhante à gaiola de esquilo. Em motores síncronos, elas permitem a partida ao gerar torque de indução e amortecem vibrações durante a aceleração até a velocidade síncrona. Em geradores síncronos, elas amortecem oscilações eletromecânicas (hunting) e melhoram a estabilidade dinâmica frente a variações de carga ou da rede.