Escola de Engenharia de So Carlos SEL 0403

Escola de Engenharia de São Carlos SEL – 0403 Eletricidade I Elmer P. T. Cari Email: elmerpab@sc. usp. br Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação

Circuitos Trifásicos

Gerador Trifásico

Partes

Circuito equivalente

Possíveis conexões das fontes de tensão:

Tensões Trifásicos Equilibradas Seqüência de fases ü É a ordem cronológica na qual as tensões passam através de seus valores máximos ü Existem duas possibilidades 7

Sequencia de Fases das Tensões Trifásicas Equilibradas

Tensões Trifásicos Equilibradas Seqüência de fases ü A seqüência de fases é importante em sistemas de distribuição de energia elétrica ü Ela determina, por exemplo, o sentido de rotação de um motor ligado a uma fonte de energia elétrica 9

Seqüência de fases Sequência Positiva (ou abc) Sequência Negativa (ou acb) w w 10

Cargas Trifásicas

Cargas em Sistemas Trifásicos Possíveis conexões de uma carga trifásica: Uma carga equilibrada é aquela no qual as impedâncias por fase são iguais em magnitude e fase 12

Cargas em Sistemas Trifásicos Transformação triângulo – estrela: Para cargas balanceadas, temos que: 13

Cargas em Sistemas Trifásicos Transformação estrela – triângulo: Para cargas balanceadas, temos que: 14

Correntes de Fase e de Linha

Correntes de Fase e de Linha Correntes de Fase 16

Correntes de Fase e de Linha Ø Na ligação delta existem dois tipos de corrente: as correntes que circulam pela linha de alimentação da carga, chamadas correntes de linha, e as correntes que circulam pelas impedâncias da carga, chamadas correntes de fase Ø Na forma de ligação Y, as correntes de linha e de fase coincidem, pois a corrente que passa na linha de alimentação é a mesma que atravessa cada impedância da carga 17

Tipos de Configurações Trifásicas

Tipos de Configurações Trifásicas Como tanto a fonte trifásica quanto a carga trifásica podem estar conectadas em estrela ou triângulo, existem quatro tipos de configurações (conexões): - Configuração Y – Y - Configuração Y – Δ - Configuração Δ – Y 19

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada – com Neutro) 20

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) sendo temos o seguinte sistema simplificado: 21

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Tensões de fase e linha sobre a carga: Tensões de fase (seq. +) Tensões de linha 22

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Tensões de fase e linha sobre a carga: Diagrama fasorial ilustrando as relações entre as tensões de linha e tensões de fase 23

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Correntes de fase e de linha: 24

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Correntes de fase e de linha: logo No circuito apresentado no slide anterior temos: IN = I 0 Como a corrente de neutro é nula e a tensão também, a linha do neutro pode ser retirada sem afetar o sistema 25

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Ø Função do Neutro: ü O fio neutro do gerador assegura a mesma tensão ao ponto central da ligação estrela. Portanto, cada impedância Z 1, Z 2 e Z 3, mesmo tendo valores diferentes, recebe o mesmo valor eficaz de tensão ü Em resumo, a razão de o fio neutro estar conectado em uma ligação Y é equalizar o nível de tensão sobre cada uma das impedâncias de uma carga trifásica desequilibrada 26

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Ø Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas ü Uma maneira alternativa de analisar um sistema Y – Y equilibrado é fazer assim “por fase”. Ou seja, observamos uma fase, digamos fase a, e analisamos o circuito monofásico equivalente como mostrado na figura a seguir: a Ia A ZY Van n ü N A análise monofásica leva à corrente de linha Ia, como segue: 27

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Ø Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas a Ia A ZY Van n ü ü N De Ia, usamos a seqüência de fases para obter as outras correntes de linha. Portanto, desde que o sistema seja equilibrado, precisamos apenas analisar uma fase Poderíamos fazer isso mesmo se a linha neutra estivesse ausente, como no sistema trifilar 28

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada) 29

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada) Diagrama fasorial ilustrando as relações entre as correntes de linha e correntes de fase 30

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada) Ø Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas ü Uma maneira alternativa de analisar um sistema Y – equilibrado é transformar a carga ligada em uma carga ligada em Y equivalente. Para isso basta utilizar a fórmula de transformação -Y: 31

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada) Ø Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas ü Após essa transformação, temos um sistema Y-Y equivalente. Desta forma, o sistema trifásico Y - equilibrado pode ser substituído pelo circuito monofásico equivalente mostrado na figura a seguir: Ia a A Van ü n N Isso permite que calculemos apenas as correntes de linha. As correntes de fase são obtidas através da equação apresentada a seguir e utilizando o fato de que cada uma das correntes de fase está adiantada em relação à linha correspondente de 30 32