MAPA - EELE - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA - 54_2025

MAPA - EELE - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA - 54_2025

MAPA – Conversão Eletromecânica de Energia (54/2025)

1. Os sistemas de potência em escala global são predominantemente trifásicos, em virtude de suas vantagens técnicas em termos de eficiência, estabilidade e capacidade de transmissão de energia elétrica. Em decorrência disso, os geradores síncronos, responsáveis por grande parte da conversão eletromecânica de energia, são majoritariamente projetados como máquinas trifásicas, constituindo-se em um padrão consolidado na engenharia elétrica, salvo raras exceções.

Para a obtenção de um sistema trifásico equilibrado de tensões senoidais, defasadas de 120° elétricos no domínio temporal, torna-se imprescindível a disposição espacial de três enrolamentos no estator, igualmente espaçados de 120° elétricos. Essa configuração assegura a produção de um conjunto de grandezas simétricas, condição necessária não apenas para a operação estável dos geradores e motores, mas também para a interconexão harmônica com as redes de transmissão e distribuição.

A produção de um campo magnético girante é um fenômeno de natureza vetorial que emerge da superposição espacial e temporal dos sistemas trifásicos de correntes. Esse campo girante constitui-se no princípio fundamental que sustenta o funcionamento tanto dos geradores síncronos quanto dos motores de indução, evidenciando a relevância estrutural da topologia trifásica para a conversão e utilização eficiente da energia elétrica.

Diante disso, com suas palavras, descreva o momento de magnetização devido à produção de um campo magnético girante. Apresente a sua explicação considerando 60° elétricos entre as fases A, B e C, sendo necessário um ciclo completo para explicação.

2. Um transformador de distribuição de 50 kVa, que, no seu lado de alta tensão, encontra-se com 2400 V e, no secundário de baixa tensão, em curto-circuito, apresenta uma tensão de 240 V com uma frequência de 60 Hz, possui uma impedância de dispersão de 0,72 + j0,92 do lado de alta tensão e de 0,0070 + j0,0090  no lado de baixa tensão. O ensaio de curto-circuito apresentou os valores de 48 V, 20,8 A e 617 W para alta tensão. A impedância responsável pela corrente de excitação é de 6,32 + j43,7 referente ao lado de baixa tensão. Um ensaio de circuito aberto, com o lado de baixa tensão energizado, apresentou os valores de 240 V, 5,14 A e 186 W.

De acordo com as informações apresentadas:

1. a) Desenhe o circuito equivalente ao lado de alta tensão e apresente os valores de impedâncias no circuito.
2. b) Desenhe o circuito equivalente ao lado de baixa tensão e apresente os valores de impedância no circuito.
3. c) Para o valor da alta tensão, calcule o valor da corrente que flui na impedância de magnetização.
4. d) Determine o rendimento para um fator de potência de 0,80 indutivo. E determine o valor da regulação de tensão a plena carga.