Questões de Concurso sobre Modelagem de máquinas síncronas e diagramas fasoriais

Uma máquina síncrona opera como gerador conectada a uma rede elétrica com uma frequência nominal de 60 Hz. Durante a operação, ocorre uma queda súbita de carga. Qual das seguintes afirmações sobre as características de torque e potência da máquina síncrona é verdadeira após a queda de carga?

Um projeto elétrico é a junção de todas as informações referentes à parte elétrica de uma instalação, máquina ou equipamento eletroeletrônico.

Estes dados podem estar contidos em forma de diagramas elétricos, os quais são usados para representar circuitos elétricos através de desenhos e simbologias e, é a partir dessas representações, que projetos são elaborados, executados e é possível realizar manutenções nas instalações elétricas.

Quanto aos tipos de diagramas elétricos, é possível AFIRMAR que o diagrama que é caracterizado por apresentar todo o sistema elétrico, permitindo a interpretação com rapidez e clareza do funcionamento e da sequência dos circuitos é o:

Geradores síncronos consistem em máquinas elétricas que, por definição, apresentam a velocidade mecânica de rotação vinculada à frequência elétrica do estator.

Com base nas características da referida máquina, qual a velocidade mecânica do rotor, em rpm, em um gerador síncrono de 10 pares de polos quando alimentado a uma frequência de 60 Hz?

Um fabricante forneceu dados de placa de um gerador síncrono. Os principais dados estão resumidos na tabela a seguir.

Considerando-se que a reatância síncrona, em pu, tenha sido determinada em relação aos valores nominais, qual a reatância síncrona do gerador referida às seguintes bases de potência e tensão: Sb=100 MVA e Vb=5 kV?

A relação entre a frequência de rotação de um gerador síncrono e a sua potência entregue é apresentada na figura a seguir.

Em uma dada situação, um gerador síncrono gira com uma frequência de 62 Hz a vazio. Quando este gerador é conectado a um sistema que opera em 60 Hz ele entrega 1 MW de potência.

Qual será a potência ativa entregue ao sistema caso o mesmo gerador possua uma frequência a vazio de 61 Hz?

Considerando-se uma máquina síncrona instalada em uma rede elétrica onde a frequência é de 60 Hz e tensão de 440 V, trabalhando em plena carga, qual será a sua frequência mecânica em Hz, se essa máquina for dotada de 2, 4, 6 e 8 polos, respectivamente?

Um conjunto qualquer de fasores pode ser decomposto em componentes simétricos, separados em fasores de sequência positiva, negativa e zero. Sabendo que:

Va = (Va+) + (Va–) + (Va₀)

Vc = (α Va+) + (α² Va–) + (Va₀)

Pode-se afirmar que o fasor Vb é definido como:

Observe o circuito capacitivo abaixo com o correspondente diagrama fasorial:

No caso de a frequência do gerador aumentar, mantendo a tensão constante, os valores das grandezas X_C – I – V_C – V_R vão, respectivamente, variar do seguinte modo:

Com relação ao funcionamento dos motores síncronos, é incorreto afirmar que

Um gerador síncrono trifásico de ímã permanente de 8kW produz tensão de linha a vazio de 208V e 60Hz, quando é acionado à velocidade de 1800rpm. Quando está operando na velocidade nominal e alimentando uma carga resistiva trifásica conectada em Y, observa-se que a sua tensão de linha no terminal é de 190V e sua potência de saída é de 6,6kW. O número de polos do gerador e a corrente de armadura (I_A) por fase nas condições de funcionamento atual, respectivamente, são:

A máquina síncrona trifásica, operando como motor, é alimentada de que forma?

As afirmativas a seguir são relativas ao motor do tipo síncrono. Analise-as e marque (V) para as VERDADEIRAS e (F) para as FASLSAS.

( ) Dependendo da carga mecânica imposta ao eixo do rotor, o motor síncrono perde a capacidade de “susceptibilidade de caça ao sincronismo” e fica incapaz de manter a velocidade constante inicial.

( ) O ângulo de torque aumenta se a carga aumenta.

( ) O motor síncrono pode operar como carga capacitiva ou indutiva ao variarmos o valor da corrente de excitatriz.

Marque a opção apresenta a sequência CORRETA.

Sabe-se que a velocidade do campo magnético girante de uma máquina síncrona é de 1.800 rpm e que ela se encontra na Argentina onde a frequência de operação da rede é de 83% da brasileira. Quantos polos possui esse motor?

Sobre os tipos e os aspectos construtivos dos geradores síncronos, assinale a alternativa correta.

Considere o diagrama elétrico a seguir, utilizado para ligar duas motobombas de mesma potência, mas não simultaneamente.

Tomando por base o diagrama apresentado, numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1. K1

2. FT1

3. F1

4. SH1

( ) Relé de sobrecarga, interrompe a corrente da bobina do contator abrindo os contatos 95 e 96.

( ) Contator que aciona o motor M1.

( ) Chave comutadora que seleciona qual das motobombas será acionada.

( ) Fusível de proteção.

Assinale a sequência correta.

Um motor síncrono trifásico aciona uma carga e opera a 1200 rpm quando alimentado por uma fonte de tensão em 60 Hz. Após um intervalo de tempo, a frequência de alimentação da tensão é reduzida para 50 Hz, mas sua magnitude permanece inalterada, e o motor atinge a primeira condição de operação em regime permanente. Logo, em seguida, há um aumento gradual de sua carga mecânica e, após alguns segundos, o motor volta a operar definitivamente em regime permanente.

Com base nas informações e na cronologia dos eventos apresentados acima, analise as proposições.

I. Este motor possui três pares de polos e quando a frequência passa de 60 Hz para 50 Hz, a velocidade angular do motor fica em aproximadamente 100 rad/s.

II. A velocidade angular deste motor é de aproximadamente 50 rad/s na condição final de todo processo descrito, pois o motor possui seis polos.

III. Ao atingir a primeira condição operativa, em regime permanente, pode-se afirmar que o ângulo de carga para a máquina, operando em 50 Hz, é menor que o ângulo para a mesma operando a 60 Hz.

IV. Para o ângulo de carga permanecer inalterado, durante o primeiro estágio de regime permanente, é necessário multiplicar a magnitude da tensão de campo inicial (V em 60 Hz) por 5/6.

V. Após atingir a condição final de regime permanente, pode se concluir que o ângulo de carga final é maior que o da condição operativa inicial.

Assinale a alternativa correta.

Considere os diagramas fasoriais de máquinas síncronas de polos lisos operando como gerador ou motor.

Figura 1 - Diagramas fasoriais de máquinas síncronas.

E_A - Tensão interna Gerada

I_A - Corrente de armadura

δ - ângulo de carga

V_Φ - Tensão terminal

Com base na Figura 1, identifique abaixo as afirmativas verdadeiras (V) e as falsas (F).

( )Nos diagramas (1), (2), (3) e (4), as máquinas síncronas estão operando como motor, gerador, motor e gerador, respectivamente.

( )No diagrama (1), trata-se de um motor síncrono, em que o mesmo consome potência ativa e fornece potência reativa para um sistema.

( )No diagrama (2), trata-se de um gerador síncrono, em que o mesmo fornece potência ativa e consome potência reativa de um sistema.

( )No diagrama (3), a máquina síncrona está fornecendo potência reativa para um sistema.

( )Nos diagramas (2) e (4), as máquina síncronas estão ambas fornecendo potência reativa para um sistema.

Assinale a alternativa que indica a sequência correta das letras, de cima para baixo.

Na fase de projeto de um gerador síncrono de uma usina hidrelétrica operando em um sistema elétrico interligado cuja frequência nominal é 60 Hz, verificou-se que as máquinas terão maior rendimento na velocidade de 100 rpm. Nesse caso, o número de polos do gerador síncrono deverá ser:

Um gerador síncrono monofásico pode ser modelado por uma fonte de tensão alternada (tensão interna) de frequência constante, em série com uma impedância equivalente (reatância síncrona). A intensidade da tensão interna deve ser ajustada em função da natureza e da impedância da carga conectada aos terminais do gerador. Esse gerador alimenta uma carga de impedância constante, que consome 1200 W quando a tensão de terminal do gerador é de 120 V. Nessas condições, sabendo que a reatância síncrona é de 5 ohms, o módulo da corrente terminal e a intensidade da tensão interna são, respectivamente, de