Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação 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 É a ordem cronológica na qual as tensões passam através de seus valores máximos Existem duas possibilidades

Sequencia de Fases das Tensões Trifásicas Equilibradas

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

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

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

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

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

Correntes de Fase e de Linha

Correntes de Fase e de Linha Correntes de Linha Correntes de Fase

Correntes de Fase e de Linha 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 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

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 – Δ - Configuração Δ – Y

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada – com Neutro)

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

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

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

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

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Correntes de fase e de linha: logo No circuito apresentado no slide anterior temos: IN= I0 Como a corrente de neutro é nula e a tensão também, a linha do neutro pode ser retirada sem afetar o sistema

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Função do Neutro: O fio neutro do gerador assegura a mesma tensão ao ponto central da ligação estrela. Portanto, cada impedância Z1, Z2 e Z3, mesmo tendo valores diferentes, recebe o mesmo valor eficaz de tensão 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

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas 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 análise monofásica leva à corrente de linha Ia, como segue: Van ZY a n N A Ia

Configuração Estrela-Estrela (Equilibrada) Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas 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 Van ZY a n N A Ia

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada)

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

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

Configuração Estrela-Triângulo (Equilibrada) Circuito Monofásico Equivalente para Cargas Equilibradas 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: 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 Van a n N A Ia