Eletrotécnica

Joinville, 2 de Abril de 2013

Correção do Fator de Potência

Escopo dos Tópicos AbordadosCorreção do fator de potência;

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A correção do fator de potência pode ser vista como adicionar elementos em paralelo à carga, geralmente capacitores, a fim de trasnformar o FP mais próximo de 1 (circuito resistivo);

O que é correção do fator de potência?É o processo de aumentar o fator de potência sem alterar a tensão e a corrente originais da carga é conhecido como correção do FP;

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Correção do Fator de Potência

Dada uma carga indutiva, aumentar o FP significa realizar uma compensação reativa, por exemplo, inserindo capacitores em paralelo à mesma:

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Correção do Fator de Potência

FP = cos(θ1). FP = cos(θ2).

Com a correção do FP, a corrente I do circuito, oriunda da fonte, tem menor magnitude que a corrente IL ;

As companhias elétricas taxam os consumidores que “consomem” maior corrente, devido às perdas por efeito Joule.

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Correção do Fator de Potência

Correção do Fator de PotênciaA correção do FP pode ser efetuada através de análises feitas em triângulos de potência.A carga indutiva original tem potência S1, deseja-se aumentar o FP.

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A redução do FP para θ2, pode ser feita:

Correção do Fator de PotênciaAinda, como:

e: implica em:

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Correção do Fator de PotênciaEmbora a maioria das cargas sejam predominantemente indutivas, é possível a existência de cargas predominantemente capacitivas. Nestas situações, a compensação do fator de potência é realizada via inserção de indutores em paralelo com a carga capacitiva. Assim:

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Correção do Fator de PotênciaUma carga de 4 kW, 60 Hz e tensão de 120 V possui fator de potência igual a 0,8 atrasado. Calcule a capacitância necessária para aumentar o fator de potência para 0,95.

Potência aparente:

Potência reativa:

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Correção do Fator de PotênciaAumentando o fator de potência para 0,95.

Potência aparente “nova”:

Potência reativa “nova”:

Potência reativa do capacitor (que compensa o FP):

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Correção do Fator de PotênciaAssim, pode-se calcular o valor do capacitor que compensa o FP, transformando-o em 0,95.

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Correção do Fator de PotênciaExemplo: Um motor de 5 HP, FP atrasado=0,6 e rendimento de 92% é conectado a uma tensão de 208V, 60Hz.– Encontre o triângulo de potência da carga;– Encontre o capacitor para tornar o FP da instalação unitário;– Calcule a mudança na corrente para o sistema compensado e não

compensado.– Solução:

– Potência fornecida pela rede:12

Correção do Fator de PotênciaO motor de 5 HP possui rendimento de 92%, logo 5HP é sua potência de eixo. No caso de motores, as perdas (8%) são elétricas ou por atrito e ventilação, no núcleo ou ferro.– Potência fornecida pela rede é maior que os 5HP=3730 W:

– Ainda:

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Correção do Fator de PotênciaDesta forma a potência reativa fornecida pela rede é:

– Resultando em uma potência aparente fornecida pela rede:

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Correção do Fator de PotênciaO triângulo de potência é dado por:

– Corrigindo o FP para 1 implica que Qc=QL em módulo.

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Correção do Fator de PotênciaAssim Qc= -5404,45 VAr:

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Correção do Fator de PotênciaDeterminando os “benefícios” da correção FP: – Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:

– Em módulo:

– Com FP=1, implica que Qc=QL, assim teremos Qr=0, resultando em:

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Correção do Fator de PotênciaCom a correção do FP, houve uma redução de 40% na corrente fornecida pela rede e a potência no eixo do motor (potência ativa [W]) não foi alterada– Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:

– Após a correção do FP para 1:

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Correção do Fator de PotênciaÉ possível calcular a impedância do motor:– Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:

– ou para FP=0,6 atrasado:

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Correção do Fator de PotênciaÉ possível calcular a impedância do motor:

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Correção do Fator de PotênciaÉ possível transformar a impedância série em uma equivalente em paralelo (somente para visualização):

Resultando em:

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Correção do Fator de PotênciaExemplo simulador multisim para compensação do FP.

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