Caça no Motor Síncrono

Caça em Motor Síncrono

Principais aprendizados:

• Definição de Caça: A caça em um motor síncrono é o fenômeno no qual o rotor oscila em torno de uma nova posição de equilíbrio devido a mudanças súbitas na carga.

• Causas da Caça: A caça pode ser causada por mudanças abruptas na carga, ajustes súbitos na corrente de campo, cargas de torque harmônicas ou falhas no sistema de alimentação.

• Efeitos da Caça: Esta instabilidade pode fazer com que o motor perca a sincronização, induza tensões mecânicas, aumente as perdas e eleve as temperaturas.

• Técnicas de Redução: Para reduzir a caça, use enrolamentos amortecedores para opor-se ao deslizamento do rotor e instale moinhos de vento para estabilizar a velocidade do rotor.

• Tipos de Motor Síncrono: Compreender diferentes tipos de motores síncronos ajuda na seleção do design correto do motor para minimizar os efeitos da caça.

Encontramos o termo “CAÇA” no contexto das operações de motores síncronos trifásicos. Ele descreve como o rotor deve ‘caçar’ por uma nova posição de equilíbrio após a aplicação súbita de carga. Este fenômeno é conhecido como caça em um motor síncrono. Vamos explorar a condição de equilíbrio de um motor síncrono.

A operação em estado estável de um motor síncrono é uma condição de equilíbrio na qual o torque eletromagnético é igual e oposto ao torque de carga. Em estado estável, o rotor opera à velocidade síncrona, mantendo um valor constante do ângulo de torque (δ). Se houver uma mudança súbita no torque de carga, o equilíbrio é perturbado e há um torque resultante que altera a velocidade do motor.

O que é Caça?

Uma máquina síncrona sem carga inicia com um ângulo de carga de zero graus. À medida que a carga no eixo aumenta, o ângulo de carga também aumenta. Se uma carga, P1, for aplicada subitamente a uma máquina sem carga, a máquina diminuirá momentaneamente a velocidade.

Além disso, o ângulo de carga (δ) aumenta de zero para δ1. Inicialmente, a potência elétrica desenvolvida corresponde à carga mecânica, P1. Como o equilíbrio não é alcançado, o rotor balança além de δ1 até δ2, gerando mais potência elétrica do que antes.

O rotor atinge a velocidade síncrona, mas não a mantém, acelerando além dessa velocidade. Essa aceleração faz com que o ângulo de carga diminua, impedindo novamente o alcance do equilíbrio.

Consequentemente, o rotor balança ou oscila em torno de sua nova posição de equilíbrio, um processo conhecido como caça ou balanço de fase. A caça ocorre tanto em motores síncronos quanto em geradores quando há uma mudança abrupta de carga.

Causas da Caça em Motor Síncrono 

1.  Mudança súbita na carga.

2.  Mudança súbita na corrente de campo.

3.  Uma carga contendo torque harmônico.

4.  Falha no sistema de alimentação.

Efeitos da Caça em Motor Síncrono

1.  Pode levar à perda de sincronismo.

2.  Produz tensões mecânicas no eixo do rotor.

3.  Aumenta as perdas da máquina e causa elevação de temperatura.

4.  Causa maiores surtos de corrente e fluxo de potência.

5.  Aumenta a possibilidade de ressonância.

Redução da Caça em Motor Síncrono

Duas técnicas devem ser usadas para reduzir a caça. Estas são –

•    Uso de Enrolamento Amortecedor: Consiste em baixa resistência elétrica de cobre / alumínio embutida em ranhuras nas faces dos polos em máquinas salientes. O enrolamento amortecedor reduz a caça produzindo torque oposto ao deslizamento do rotor. A magnitude do torque de amortecimento é proporcional à velocidade de deslizamento.

•    Uso de Moinhos de Vento: O motor primário é fornecido com um grande e pesado moinho de vento. Isso aumenta a inércia do motor primário e ajuda a manter a velocidade do rotor constante.

•    Projetando a máquina síncrona com coeficientes de potência de sincronização adequados.