Sincronização de Máquina AC Síncrona

1. Inicialização do Prime-Mover

O principal motor deste experimento é o dinamômetro, que funciona como um motor que gira o rotor gerador (campo).

1. Certifique-se de que o interruptor de desconexão trifásica, o interruptor síncrocro do motor e o interruptor do motor DC estejam desligados.
2. Verifique se o VARIAC está em 0%.
3. Conecte o VARIAC à tomada trifásica e conecte a configuração mostrada na Fig. 1.
   1. Use o interruptor trifásica no lado da máquina síncrona como "S_1".
   2. Note que "S_1"e a configuração de três lâmpadas estão em paralelo.
   3. Observe também as polaridades das sondas do medidor de energia digital.
   4. Verifique se o switch "Iniciar/Executar" está na posição "Iniciar".
4. Defina "R_F"para máxima resistência.
5. Deixe o VARIAC a 0% e deixe "S_1"desligado.
6. Ligue o interruptor de desconexão trifásica.
   1. Ligue a fonte de alimentação DC de alta tensão.
   2. Certifique-se de que todas as conexões estão limpas dos terminais de abastecimento.
   3. Pressione o botão "V/I DIS" no fornecimento para exibir os pontos de funcionamento de tensão e corrente. Ajuste o botão de tensão para 15 V.
   4. Pressione "Iniciar" no painel de suprimentos DC. O dinamômetro deve ter uma grande corrente transitória extraída do suprimento dc. Se a luz "OCT" acender, aumente o limite acima da corrente.
7. A máquina deve girar lentamente.
   1. Aumente a tensão de saída dc para cerca de 160 V.
   2. Meça a velocidade de rotação do eixo.
   3. Ajuste a tensão de alimentação para atingir a velocidade de rotação de 1800 RPM.
   4. Regissão a corrente DC e a tensão no visor de alimentação.
8. Deixe a configuração intacta e não desligue nenhum dos equipamentos.

Figura 1: Uma configuração esquemática para o experimento do gerador síncrona trifásica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. Sincronizar o Gerador Síncroto com a Grade

1. Mude o interruptor Iniciar/Executar no lado da máquina síncrona para "Executar". As três lâmpadas devem agora ligar.
   1. Ajuste "R_F"e a tensão de alimentação iterativamente para alcançar V_G=120 V, e ajuste a frequência do V_G no medidor de alimentação digital para 60 Hz. Valores dentro de +/- 2% são aceitáveis.
   2. Aumente ligeiramente a saída VARIAC para alcançar V_AC1=120 V.
2. Nesta fase, a grade está fornecendo 120 V a uma frequência de 60 Hz.
   1. Regissão de gravação de tensões, correntes e leituras de energia em ambos os medidores de potência. Não ignore +/- sinais na frente de qualquer número nos medidores.
3. As lâmpadas devem mudar seu padrão de iluminação.
   1. Se as lâmpadas forem todas brilhantes e fracas ao mesmo tempo, então o gerador e a grade têm a mesma sequência de fase. Chame-o de a-b-c para a sequência trifásica em uso.
   2. Se as lâmpadas pedalam, como as luzes da árvore de Natal, então o gerador e a grade têm sequências de fase diferentes, onde uma é a-b-c e a outra é a-c-b através do conjunto de lâmpadas.
      1. Neste caso, volte o VARIAC para 0%.
      2. Pressione "Pare" no painel de alimentação.
      3. Reduza a tensão DC para 15 V.
      4. Alterne as fases "b" e "c" no lado VARIAC.
      5. Repita todos os passos acima, começando na Etapa 2.1.
4. Esta etapa requer ação rápida: No instante em que todas as luzes se apagam, acenda "S_1". As luzes devem permanecer apagadas, já que "S_1"está agindo como um curto-circuito em seus terminais.
5. O gerador está sincronizado com a rede. Regisso das leituras de tensão, corrente e potência em ambos os medidores de potência. Não ignore sinais.
6. Deixe a configuração intacta.

3. Efeito da variação da corrente de campo

1. Ajuste "R_F"em cerca de cinco passos de sua posição máxima até a posição mínima, e registe o seguinte para cada etapa: Velocidade do eixo; Torque e placa do eixo; Leituras de tensão, corrente e energia em ambos os medidores de energia; Leituras de tensão e corrente no fornecimento de DC.
2. Se esta variação "R_F"fornecer o mesmo sinal para todas as leituras de energia:
   1. Ajuste ligeiramente a saída de alimentação DC para obter um fluxo de energia reverso de/para a máquina síncrona.
   2. Lembre-se que a energia negativa significa que a máquina está gerando energia elétrica.
3. Ajuste a tensão de alimentação DC em cinco etapas sem exceder uma corrente DC total no visor de alimentação de 3,5 A. Regisso seguinte para cada etapa: Velocidade do eixo; Torque e placa do eixo; Leituras de tensão, corrente e energia em ambos os medidores de energia; Leituras de tensão e corrente no fornecimento de DC.
4. Mantenha a configuração intacta.

4. Desmontando a configuração

A sequência a seguir deve ser seguida antes de desmontar a configuração:

1. Volte o VARIAC para 0%.
2. Desligue a saída de alimentação pressionando "Stop".
3. Quando as máquinas pararem de girar, gire o interruptor "Iniciar/Executar" para a posição "Iniciar" e desligue "S₁".
4. Desligue o interruptor de desconexão trifásica.
5. Desmonte a configuração.