Equação do Campo Eletromagnético de um Gerador Síncrono

Gerador Síncrono e Derivação da Equação de FEM

Um gerador operando em velocidade síncrona é denominado gerador síncrono, que converte energia mecânica em energia elétrica para integração à rede. A derivação da equação de FEM para um gerador síncrono é a seguinte:

Notação:

• P = número de polos

• ϕ = fluxo por polo (Weber)

• N = velocidade de rotação (revoluções por minuto, r.p.m)

• f = frequência (Hertz)

• Z_ph = número de condutores conectados em série por fase

• T_ph = número de voltas conectadas em série por fase

• Kc = fator de span da bobina

• K_d = fator de distribuição

Derivação: O fluxo cortado por cada condutor em uma revolução é Pϕ Weber. O tempo para completar uma revolução é 60/N segundos. A FEM média induzida por condutor é dada por:

A FEM média induzida por fase será dada pela equação mostrada abaixo:

Pressupostos da Equação de FEM Média

A derivação da equação de FEM média baseia-se nos seguintes pressupostos:

• As bobinas apresentam configuração de passo completo.

• Todos os condutores estão concentrados em uma única ranhura do estator.

O valor quadrático médio (RMS) da FEM induzida por fase é expresso como:Eph = Valor Médio×Fator de Forma Assim,

Equação de FEM e Fatores de Enrolamento

A equação (1) acima representa a equação de FEM de um gerador síncrono.

Fator de Span da Bobina (Kc)

O fator de span da bobina é definido como a razão entre a FEM induzida em uma bobina de passo curto e a de uma bobina de passo completo idêntica.

Fator de Distribuição (Kd)

O fator de distribuição é a razão entre a FEM induzida em um grupo de bobinas distribuídas (enroladas em várias ranhuras) e a de um grupo de bobinas concentradas (enroladas em uma única ranhura).