Máquinas síncronas e cargas não lineares; efeitos da distorção harmônica: uma análise numérico-experimental.

• Ano de defesa: 1998
• Autor(a) principal: Rocco, Alexandre
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Eletrônica de potência; Máquinas síncronas; Power electronics; Synchronous machines
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22112024-155811/

As máquinas síncronas são equipamentos principais de um sistema de geração de energia elétrica. O comportamento das mesmas deve então ser permanente avaliado e monitorado de forma a garantir a adequada qualidade de fornecimento de energia, resguardando-se o seu desempenho de acordo com os critérios que consideram o cumprimento de sua vida útil, confiabilidade oferecida, programações de impedimentos para manutenção preventiva e minimização das paradas para intervenção através de manutenções corretivas. O desempenho de tal equipamento leva em conta não somente as solicitações mecânicas e elétricas decorrentes de regimes transitórios, como também os efeitos e condicionamentos impostos pelo suprimento a cargas não lineares que implicam em distorção harmônica, de tensão e de corrente, de desequilíbrio ou de assimetrias, nos sistemas elétricos supridores. A avaliação das conseqüências da operação deste tipo de cargas sobre o comportamento de máquinas síncronas é de grande interesse, nas fases de planejamento, projeto e operação de sistemas elétricos de forma a permitir em tempo, a devida avaliação da necessidade de mitigação de tais efeitos sobre estes equipamentos. Neste trabalho o assunto é tratado de forma a considerar uma máquina síncrona alimentando um conversor de seis pulsos, totalmente controlado, e os seus efeitos com relação à distorção da forma de onda de tensão e de corrente tendo emconta a influência dos parâmetros internos da mesma. Para tanto são realizados ensaios de laborátorio para diversas condições operativas de uma ponte conversora de seis pulsos, totalmente controlada, com medições da forma de onda e análise espectral, bem como simulações numéricas desta máquina, modelada através do método dos Elementos Finitos Bidimensional (MEF-2D). A simulação numérica da máquina através do MEF-2D, é realizada através de duas formulações, a primeira magnetodinâmica para ) determinação dos parâmetros da mesma, quais sejam; reatâncias síncrona, sub-transitória e transitória, partindo-se das dimensões, propriedades físicas dos materiais utilizados, aspectos construtivos e dados de projeto e a segunda através da formulação magneto-evolutiva, onde se considera o acoplamento do conversor a máquina através de um circuito externo. A carga simulada consiste em um circuito com chaveamento temporizado para simulação das condições operativas da ponte conversora de 6 pulsos, totalmente controlada, utilizada nos ensaios de laboratório. Cabe destacar que a simulação de máquina em regime dinâmico acoplada a um circuito chaveado através do MEF-2D constitui-se em um trabalho inédito no LMAG, Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado da EPUSP, onde há de se considerar os tempos de simulação envolvidos no processo de cálculo passo a passo no tempo.