Diagrama de Fasores do Gerador Síncrono

Diagrama de Fasores Definido

Um diagrama de fasores é uma representação gráfica das relações de fase entre diferentes grandezas elétricas em um circuito CA, especificamente usado aqui para geradores síncronos.

Noções Básicas de Desenho

Ef que denota a tensão de excitação

Vt que denota a tensão terminal

Ia que denota a corrente do armadura

θ que denota o ângulo de fase entre Vt e Ia

ᴪ que denota o ângulo entre Ef e Ia

δ que denota o ângulo entre Ef e Vt

ra que denota a resistência por fase do armadura

 Relações de Fasores

No diagrama, o fasor da tensão de excitação (Ef) está sempre à frente da tensão terminal (Vt), crucial para a compreensão das operações do gerador.

Condições Operacionais

Os diagramas de fasores variam com as condições operacionais—fator de potência atrasado, unidade e adiantado—cada um afetando as relações de tensão e corrente de maneira diferente.

 Diagrama de Fasores do Motor Síncrono

Compreender o diagrama de fasores dos motores síncronos ajuda a prever e gerenciar o comportamento elétrico sob diferentes cargas de fator de potência.

Exemplo

Operação de geração com fator de potência atrasado

Podemos derivar a expressão para Ef tomando primeiro o componente de Vt na direção de Ia. O componente de Vt na direção de Ia é VtcosΘ, portanto, a queda total de tensão é ao longo de I

 De forma semelhante, podemos calcular a queda de tensão na direção perpendicular a Ia. A queda total de tensão perpendicular a Ia é . Com a ajuda do triângulo BOD no primeiro diagrama de fasores, podemos escrever a expressão para E

 Operação de geração com fator de potência unitário

 Aqui também podemos derivar a expressão para E

f tomando primeiro o componente de Vt na direção de Ia. Mas, neste caso, o valor de theta é zero e, portanto, temos ᴪ = δ. 

Com a ajuda do triângulo BOD no segundo diagrama de fasores, podemos escrever diretamente a expressão para Ef como

Operação de geração com fator de potência adiantado.

 O componente na direção de Ia é VtcosΘ. Como a direção de Ia é a mesma de Vt, a queda total de tensão é .

De forma semelhante, podemos escrever a expressão para a queda de tensão na direção perpendicular a Ia. A queda total de tensão resulta ser . Com a ajuda do triângulo BOD no primeiro diagrama de fasores, podemos escrever a expressão para E