Calimero0000: uma edição

2013-05-02T23:54:14Z

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Uma '''máquina síncrona''' é uma [[máquina elétrica]] cuja [[rotação]] é proporcional à [[frequência]] da rede à qual está conectado.

== Gerador Síncrono ==
Um dos tipos mais importantes de máquinas elétricas rotativas é o [[Gerador Síncrono]], que é capaz de converter [[energia mecânica]] em elétrica quando operada como [[gerador]] e [[energia elétrica]] em mecânica quando operada como [[motor]].

Os Geradores Síncronos são utilizados na grande maioria das [[Usina hidrelétrica|Centrais Hidroeléctricas]] e [[Usina termoelétrica|Termoelétricas]].

O nome '''Síncrono''' se deve ao fato de esta máquina operar com uma [[velocidade]] de [[rotação]] constante '''sincronizada''' com a [[frequência]] da [[tensão eléctrica]] [[corrente alternada|alternada]] aplicada aos terminais da mesma, ou seja, devido ao movimento igual de rotação, entre o campo girante e o rotor é chamado de máquina síncrona (sincronismo entre campo do estator e rotor).

=== Partes constituintes do Gerador Síncrono ===
;Rotor (Campo): Parte girante da máquina, pode ser constituído por um pacote de lâminas de um material [[ferromagnético]] envolto num enrolamento constituído de condutores de cobre designado como [[enrolamento]] de [[campo]], que tem como função produzir um [[campo magnético]] constante assim como no caso do [[motor de corrente contínua|gerador de corrente contínua]] para interagir com o [[campo]] produzido pelo enrolamento do estator.
A [[tensão eléctrica|tensão]] aplicada nesse enrolamento é [[corrente contínua|contínua]] e a intensidade da [[corrente contínua|corrente]] suportada por esse enrolamento é muito menor que o enrolamento do estator, além disso o rotor pode conter dois ou mais [[enrolamento|enrolamentos]], sempre em número [[par]] e todos conectados em [[série]] sendo que cada enrolamento será responsável pela produção de um dos [[pólo norte|pólos]] do [[eletroimã]].
Em algumas máquinas síncronas o rotor pode ser constituído por um [[imã]] permanente no lugar de um [[eletroimã]], sendo neste caso denominado máquina síncrona de imã permanente.

;Estator (Armadura): Parte fixa da máquina, montada em volta do [[rotor]] de forma que o mesmo possa girar no seu interior, também constituído por um pacote de lâminas de um material [[ferromagnético]] envolto num conjunto de [[enrolamento]]s distribuídos ao longo da sua circunferência e posicionados em ranhuras. Os enrolamentos do estator são alimentados por um sistema de [[tensão eléctrica|tensões]] [[corrente alternada|alternadas]] [[sistema trifásico|trifásicas]].
Pelo estator circula toda a energia eléctrica gerada, sendo que tanto a tensão quanto a corrente elétrica que circulam são bastante elevadas em relação ao campo(rotor), que tem como função apenas produzir um [[campo magnético]] para "excitar" a máquina de forma que seja possível a indução de tensões nos terminais dos enrolamentos do estator.

Comparemos, por exemplo, um gerador de grande porte no qual circulam 18kV e 6556A no estator contra 350V e 1464A no rotor.

=== Princípio de funcionamento ===
==== Operação como [[Gerador Síncrono]] ====
Ao operar como gerador, a [[energia mecânica]] é fornecida à máquina pela aplicação de um [[torque]] e pela [[rotação]] do eixo/veio da mesma, a fonte de energia mecânica pode ser, por exemplo, uma [[turbina]] [[hidráulica]], a [[gás]] ou a [[vapor]]. Uma vez estando o gerador ligado à rede elétrica, a tensão aos seus terminais é ditada pela frequência de rotação e pelo número de polos: a [[frequência]] da [[tensão elétrica|tensão]] [[corrente trifásica|trifásica]] gerada depende directamente da velocidade da máquina.

Para que a [[máquina síncrona]] seja capaz de efectivamente converter a energia mecânica aplicada no seu eixo/veio, é necessário que o [[enrolamento]] de [[campo]] localizado no [[rotor]] da máquina seja alimentado por uma fonte de tensão [[corrente contínua|contínua]] de forma que ao girar o [[campo magnético]] gerado pelos pólos do rotor tenham um movimento relativo aos [[condutor]]es dos enrolamentos do estator.

Devido a esse movimento relativo entre o [[campo magnético]] dos pólos do rotor, a intensidade do campo magnético que atravessa os enrolamentos do estator irá variar no tempo, e assim teremos pela [[lei de Faraday]] uma indução de tensões aos terminais dos enrolamentos do estator. Devido à distribuição e disposição espacial do conjunto de enrolamentos do estator, as tensões induzidas aos seus terminais serão [[corrente alternada|alternadas]] sinusóidais trifásicas.

A corrente eléctrica utilizada para alimentar o campo (enrolamento do rotor) é denominada corrente de excitação. Quando o gerador está a funcionar de forma isolada de um sistema elétrico (ou seja, o sistema estará sendo alimentado exclusivamente pelo gerador síncrono.) a forma de onda e a frequência da tensão deste sistema "ilhado" serão ditados pelo gerador e a excitação do campo irá controlar diretamente a tensão elétrica gerada. Quando o gerador está conectado a um sistema/rede elétrica que possui diversos geradores interligados, a excitação do campo irá controlar a [[potência elétrica|potência reativa]] que a máquina vai entregar ao sistema podendo eventualmente controlar indiretamente a tensão local.

==== Operação como Motor Síncrono ====
Ao operar como Motor síncrono, a [[energia elétrica]] é fornecida à máquina pela aplicação de tensões [[corrente alternada|alternadas]] [[corrente trifásica|trifásicas]] aos terminais dos enrolamentos do estator, além disso os enrolamentos de campo do rotor são alimentados por uma fonte de tensão [[corrente contínua|contínua]].

Como as tensões aplicadas aos enrolamentos do estator são alternadas e [[corrente trifásica|trifásicas]], circulará nos mesmos um conjunto trifásico de [[corrente alternada|correntes alternadas]] de mesma [[frequência]] que a tensão, essas correntes trifásicas produzirão campos magnéticos também alternados que variam no tempo.

Além disso, devido a disposição espacial dos enrolamentos no estator, esses campos magnéticos variantes no tempo também irão circular pelo estator, de forma que o [[campo magnético]] resultante irá rodar em torno da circunferência do estator com [[velocidade angular]] proporcional à frequência da tensão [[corrente alternada|alternada]] aplicada nos enrolamentos. Este campo que circula em torno da circunferência do estator também é conhecido como campo girante.

Assim, quando um dos pólos do [[campo magnético]] constante no tempo gerado pelo enrolamento de campo do rotor interagir com o campo girante resultante do estator, tentará alinhar-se com o pólo de sinal oposto, e como o pólo do campo girante do estator está a girar, surgirá no rotor um binário de forças que gerarão um [[torque]] de forma que o rotor gire e mantenha os campos do enrolamento de campo do rotor e o campo girante do estator alinhados.

Com o surgimento do [[torque]], o rotor girará seguindo o sentido e velocidade do campo girante do estator, logo, a velocidade angular do motor '''Síncrono''' estará '''sincronizada''' com a frequência da tensão alternada aplicada aos enrolamentos do estator.

== {{Ver também}} ==
* [[Motor elétrico]]
* [[Motor de corrente alternada]]
* [[Potência elétrica]]
* [[Sistema trifásico]]
* [[Equações de Maxwell]]
* [[Transformador]]
* [[motor de indução|Gerador de indução]] ou [[motor de indução|Gerador Assíncrono]]
* [[Motor de corrente contínua|Gerador de Corrente contínua]]

{{DEFAULTSORT:Maquina Sincrona}}
[[Categoria:Eletricidade]]
[[Categoria:Eletrotécnica]]
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Máquinas elétricas]]

Máquina síncrona - Histórico de revisões

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