Considerando um sistema gerador que utiliza um motor síncrono, com tensão de linha (VT) igual a 69 kV, corrente de linha (IT) igual a 2 kA, fator de potência igual a 1, frequência do sistema igual a 60 Hz e número de polos igual a 8, assinale a opção correta.
- A)A potência útil de saída do sistema, em watts, é igual a 138 MW.
Errada, porque a potência trifásica é S = √3·VT·IT, o que resulta em aproximadamente 238,7 MW com fator de potência 1, e não 138 MW.
- B)A velocidade de rotação no rotor da turbina é igual a 1200 rpm.
Errada, porque a velocidade síncrona é ns = 120·f/p = 120·60/8 = 900 rpm, não 1200 rpm.
- C)De acordo com o primeiro método de Ziegler-Nichols, a partir da equação da tensão em função do tempo, é possível determinar os valores dos parâmetros utilizados para fazer a programação do controle PID desse motor.
Errada, porque o primeiro método de Ziegler-Nichols usa a curva de resposta ao degrau do processo, mas a alternativa mistura a ideia de forma imprecisa e não descreve corretamente o procedimento de sintonia do PID.
- D)O processo de controle na turbina desse motor, por meio de um controle PID, é um controle de malha aberta.
Errada, porque controle PID é tipicamente um controle em malha fechada, já que ele usa o erro entre referência e saída para corrigir o processo.
- E)De acordo com o segundo método de Ziegler-Nichols, para conseguir os parâmetros do controlador, é aplicado um controle proporcional, que será elevado até um valor crítico que é utilizado para calcular os parâmetros do controlador PID desse motor.
Certa, porque o segundo método de Ziegler-Nichols parte de um controle proporcional puro, eleva o ganho até o valor crítico de oscilação sustentada e usa esse ganho, junto com o período de oscilação, para ajustar o PID.
Gabarito: E
Essa questão mistura máquinas elétricas com controle, então vale separar as ideias para não cair na casca de banana. Em um motor síncrono, a rotação do rotor acompanha a velocidade síncrona, que depende da frequência e do número de polos. Já na parte de controle, o método de Ziegler-Nichols aparece em duas versões clássicas: a primeira usa a curva de resposta ao degrau do processo, e a segunda usa o ganho último, quando o sistema entra em oscilação sustentada com controle proporcional puro. É justamente aí que mora o acerto da alternativa E. No segundo método de Ziegler-Nichols, você começa com um controle proporcional apenas, aumenta o ganho até atingir o valor crítico de oscilação sustentada, chamado ganho último. A partir desse ganho e do período de oscilação, ajustam-se os parâmetros do controlador PID. Isso é a cara do método de Ziegler-Nichols por oscilação limite. As demais alternativas misturam conceitos ou fazem contas erradas. A potência trifásica com 69 kV, 2 kA e fator de potência 1 não dá 138 MW. A velocidade síncrona para 60 Hz e 8 polos não é 1200 rpm, e sim 900 rpm. E controle PID, por definição, é uma estrutura de malha fechada, não aberta. Em resumo: a banca quis ver se você sabia reconhecer o segundo método de Ziegler-Nichols, que é o do ganho crítico. Se você lembrou da ideia de 'vai aumentando P até o sistema começar a cantar', você já estava no caminho certo.