Gerador síncrono I
1. Uma das preocupações dos projetistas de máquinas elétricas, ao desenvolverem geradores elétricos, é com a qualidade da energia produzida. Em função disso, geradores síncronos são construídos com polos salientes, pois a estrutura dos polos do rotor auxilia:
2. O conhecimento da velocidade síncrona e de sua formulação permite que um engenheiro estime rapidamente a velocidade de uma máquina CA qualquer enquanto trabalha. No caso dos geradores síncronos, isso é especialmente verdade, pois trata-se também da frequência da tensão gerada. Supondo que um gerador de 4 polos esteja operando a 2400 RPM, qual é a frequência elétrica da tensão nos terminais do estator?
3. Em uma usina hidrelétrica, os geradores síncronos conectados à rede básica operam a uma velocidade de 100 RPM. Durante um acidente, as comportas se abriram além do esperado, provocando uma aceleração das máquinas. Depois de algum tempo, os geradores estavam funcionando a 102,7 RPM. Qual é a frequência produzida, teoricamente, durante o acidente?
4. Um dos trabalhos mais relevantes durante o projeto de geradores síncronos é a estimativa da constante de construção, pois ela servirá como base para todas as simulações e estudos adotados. Suponha que durante a fase básica de projeto você, como encarregado do projeto, dobrou o número de espiras. Qual ou quais efeitos deverão ser percebidos na tensão de saída do gerador?
5. A produção de um campo magnético constante nas máquinas síncronas é uma das dificuldades presentes nos geradores síncronos, fazendo com que eles sejam dependentes de fontes de tensão externa para suprir os eletroímãs presentes no rotor. O uso de excitatrizes mitiga essa necessidade, porém, além delas, qual outra solução pode ser adotada a fim de evitar que se utilize uma fonte externa?
A. na redução da distorção harmônica.
E. 80 Hz.
B. 61,62 Hz.
D. A constante de construção dobrará, fazendo com que a tensão de saída, ao menos, quadruplique.
E. Empregar magnetos permanentes nos polos do rotor do gerador.
1. Uma das preocupações dos projetistas de máquinas elétricas, ao desenvolverem geradores elétricos, é com a qualidade da energia produzida. Em função disso, geradores síncronos são construídos com polos salientes, pois a estrutura dos polos do rotor auxilia:
2. O conhecimento da velocidade síncrona e de sua formulação permite que um engenheiro estime rapidamente a velocidade de uma máquina CA qualquer enquanto trabalha. No caso dos geradores síncronos, isso é especialmente verdade, pois trata-se também da frequência da tensão gerada. Supondo que um gerador de 4 polos esteja operando a 2400 RPM, qual é a frequência elétrica da tensão nos terminais do estator?
3. Em uma usina hidrelétrica, os geradores síncronos conectados à rede básica operam a uma velocidade de 100 RPM. Durante um acidente, as comportas se abriram além do esperado, provocando uma aceleração das máquinas. Depois de algum tempo, os geradores estavam funcionando a 102,7 RPM. Qual é a frequência produzida, teoricamente, durante o acidente?
4. Um dos trabalhos mais relevantes durante o projeto de geradores síncronos é a estimativa da constante de construção, pois ela servirá como base para todas as simulações e estudos adotados. Suponha que durante a fase básica de projeto você, como encarregado do projeto, dobrou o número de espiras. Qual ou quais efeitos deverão ser percebidos na tensão de saída do gerador?
5. A produção de um campo magnético constante nas máquinas síncronas é uma das dificuldades presentes nos geradores síncronos, fazendo com que eles sejam dependentes de fontes de tensão externa para suprir os eletroímãs presentes no rotor. O uso de excitatrizes mitiga essa necessidade, porém, além delas, qual outra solução pode ser adotada a fim de evitar que se utilize uma fonte externa?
A. na redução da distorção harmônica.
E. 80 Hz.
B. 61,62 Hz.
D. A constante de construção dobrará, fazendo com que a tensão de saída, ao menos, quadruplique.
E. Empregar magnetos permanentes nos polos do rotor do gerador.
Respostas
Ed 
há 2 anos
Vamos analisar as alternativas apresentadas para cada uma das questões relacionadas ao gerador síncrono. 1. Sobre a qualidade da energia produzida e a construção de geradores síncronos com polos salientes: A construção com polos salientes realmente ajuda a melhorar a qualidade da energia, reduzindo a distorção harmônica. Portanto, a alternativa correta para essa parte é: A. na redução da distorção harmônica. 2. Frequência elétrica de um gerador de 4 polos a 2400 RPM: A fórmula para calcular a frequência (f) é f = (n * RPM) / 60, onde n é o número de polos. Para 4 polos a 2400 RPM, a frequência é f = (4 * 2400) / 60 = 160 Hz. 3. Frequência produzida durante o acidente com 102,7 RPM: Usando a mesma fórmula, f = (4 * 102,7) / 60, a frequência é aproximadamente 6,85 Hz. 4. Efeitos de dobrar o número de espiras: A constante de construção dobrando implica que a tensão de saída do gerador aumentará, mas não necessariamente quadruplificará. Portanto, a alternativa correta é: D. A constante de construção dobrará, fazendo com que a tensão de saída, ao menos, quadruplique. 5. Solução para evitar o uso de fonte externa: A alternativa que se refere ao uso de magnetos permanentes nos polos do rotor é uma solução viável para evitar a dependência de fontes externas. Portanto, a alternativa correta é: E. Empregar magnetos permanentes nos polos do rotor do gerador. Resumindo, as respostas corretas para as partes analisadas são: 1. A 2. (não foi fornecida uma alternativa correta) 3. (não foi fornecida uma alternativa correta) 4. D 5. E Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!
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Ed
há 3 anos
1. A estrutura dos polos do rotor auxilia na qualidade da energia produzida. 2. A frequência elétrica da tensão nos terminais do estator é de 60 Hz. 3. Durante o acidente, a frequência produzida teoricamente é de 1,71 Hz. 4. Ao dobrar o número de espiras, a tensão de saída do gerador deverá quadruplicar. 5. Além do uso de excitatrizes, outra solução para evitar o uso de uma fonte externa é empregar magnetos permanentes nos polos do rotor do gerador.
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Ao conjunto de bobinas que ficam estacionárias na máquina elétrica de corrente alternada, na qual se induzem tensões e são responsáveis indiretas pelo conjugado resistivo, é dado o nome de:
D. Estator.
Sabendo que um gerador tem constante de máquina equivalente a 3, campo magnético do rotor e estator iguais a 2 T, que o gerador opera sem carga com velocidade 3600 RPM e com perdas de 500 W mecânicos, qual é o ângulo entre os campos?
D. 2°.
Matematicamente, ao se descrever qualquer sistema físico, há uma preocupação em garantir que o modelo represente o comportamento físico da máquina. Para isso, deve-se conhecer as equações que regem o sistema em análise. Para o caso dos geradores, a tensão surge devido ao (à):
B. variação no espaço do campo magnético decorrente de seu deslocamento.
Ao considerar as diferentes fontes de energia existentes hoje no mundo, eólica, hidráulica, termoelétrica, nuclear, maremotriz, percebe-se que, para cada uma dessas, um gerador CA é capaz de converter a energia mecânica em elétrica. Porém, dadas as particularidades das fontes mecânicas, um tipo de máquina pode ser mais vantajoso do que outro. Sabendo disso, quais são os tipos de geradores CA que existem?
E. Síncronos e assíncronos.
O conhecimento do comportamento magnético das máquinas elétricas permite ao futuro engenheiro compreender as implicações das variações dele no comportamento geral da máquina, seja na tensão de saída ou na velocidade do rotor. Considerando o caso dos geradores de indução, qual é a origem do campo magnético do rotor?
B. De uma fonte de reativos externa, como de um banco de capacitores.
O circuito equivalente de um gerador CC é igual ao circuito do motor CC. Sobre o circuito equivalente, selecione a alternativa CORRETA.
E. O circuito equivalente se assemelha, exceto pelo fato de que o sentido da corrente e das perdas nas escovas é invertido.
Por se tratar da mesma máquina elétrica, os sistemas de excitação do gerador CC são os mesmos do motor CC. Sobre a excitação independente, marque a alternativa CORRETA.
A. A corrente de campo de um gerador de excitação independente é fornecida por uma fonte de tensão CC externa separada.
Um gerador CC de excitação independente tem especificações nominais de 172 kW, 430 V, 400 A e 1.800 rpm. O gerador é representado na figura a seguir, e a sua curva de magnetização está na figura seguinte. Essa máquina tem como segmentos a característica: Se a resistência ajustável Radj do circuito de campo desse gerador for ajustada para 62,69 Ω. e a máquina motriz estiver acionando o gerador a 1400 rpm, qual será a tensão de terminal a vazio do gerador?
C. 334 V
O gerador CC com excitação shunt também é conhecido como gerador CC com excitação em paralelo. Sobre esse método de excitação, marque a alternativa CORRETA.
B. Um gerador CC em derivação é um gerador CC que produz sua própria corrente de campo conectando seu campo diretamente aos terminais da máquina.
Uma das formas de se conectar os enrolamentos de campo de um gerador autoexcitado é com o campo ligado em série com a armadura, resultando um gerador série. Sobre as características do gerador CC com excitação em série, selecione a alternativa correta:
B. O gerador CC série é aquele cujo circuito de campo está ligado em série com a sua armadura.
A FMM da armadura causa efeitos bem definidos sobre a distribuição espacial do fluxo de entreferro e sobre a magnitude do fluxo líquido por polo. Sobre o efeito da reação de armadura, selecione a alternativa correta:
A. A distribuição de fluxo é importante, pois pode afetar a comutação e os níveis de tensões gerados.
Gerador síncrono II
1. O aquecimento durante o funcionamento dos geradores síncronos está relacionado a características de perdas magnéticas e perdas Joule. Associando essas perdas àquelas devidas aos atritos rotacionais, chega-se a uma boa aferição das perdas de um gerador síncrono. Qual componente do circuito equivalente é o responsável pela perda de energia na forma de calor no estator?
2. Antes de iniciar a operação de qualquer gerador, são realizados testes com a máquina que irá funcionar, a fim de verificar se atenderá às exigências de operação, sendo que uma delas é a variação da tensão dentro de certa amplitude de valores. De forma a garantir isso, um engenheiro faz o levantamento das tensões do gerador sem carga, mede sua tensão terminal e afirma que esse valor é igual ao da tensão interna. Essa afirmação está correta? Por quê?
C. A resistência de armadura.
A. Sim, está correta. Ao mensurar a tensão terminal na condição a vazio, o engenheiro
A geração de energia hidrelétrica domina a matriz energética brasileira. Nesses empreendimentos, o número de polos de um gerador é bastante elevado, a fim de permitir que, mesmo a uma baixa velocidade de rotação, se tenha tensão a uma frequência de 60 Hz. Enquanto ocorre o oposto em uma usina termelétrica, os geradores possuem poucos polos (2 ou 4), pois as turbinas a vapor e a gás operam em velocidades altas. Tendo isso em mente, o que se pode dizer da tensão interna para cada um dos casos? Suponha que as máquinas possuem constantes de construção similares.
B. Dado que a tensão interna depende de elementos construtivos, fluxo magnético e velocidade da máquina, para a geração hidrelétrica será necessário um fluxo magnético superior à geração termelétrica para uma mesma tensão interna.
A construção do motor CC tem diversas características que tentam minimizar o impacto do entreferro no fluxo magnético da máquina. Sobre os aspectos construtivos de um motor CC, marque a alternativa correta.
E. O estator de uma máquina CC tem polos salientes.
O circuito equivalente da máquina CC é de extrema importância para a definição da operação e ensaios da máquina. Sobre o circuito equivalente de um motor CC, marque a alternativa correta.
A. O circuito de armadura é representado por uma fonte de tensão ideal Ea e um resistor Ra.
A máquina CC é muito versátil e pode ser construída de diversas maneiras que irão influenciar como o torque irá variar com a modificação da sua carga. Sobre os métodos de excitação de máquinas CC, marque a alternativa correta.
B. Os motores CC são acionados a partir de uma fonte de potência CC.
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