O motor síncrono pode ser usado como condensador /capacitor síncrono para correção de fator de potência.  Como a potência aparente da carga de motores indutivos e do motor síncrono são iguais torna-se possível a correção do fator de potência para unitário, isso porque o condensador será capaz de fornecer energia capacitiva para anular a energia indutiva. Basta regular a excitação do enrolamento de campo do motor síncrono.

Um motor síncrono operando com uma mesma carga no seu eixo pode consumir ou fornecer potência reativa para a instalação, bastando ajustar sua corrente de campo. Ou seja, ele pode ter um comportamento indutivo ou capacitivo, sem mudar sua potência no eixo.

Nessa questão não é preciso calcular nada, basta saber que atuando sobre a corrente de campo do motor síncrono é possível fazê-lo fornecer a energia reativa requisitada pelos motores de indução. Dessa forma a instalação não demanda energia reativa da rede e o fator de potência pode sim ser mantido em 1.

Somente complementando os comentários com alguns cálculos. Os índices "i" e "s" são para o motor de indução e síncrono, respectivamente.

MOTOR DE INDUÇÃO

Pi = 400 KW   e   FPi = 0,86 ind.
Então, Si = 465 KVA    e    Qi = 232 KVAr

MOTOR SÍNCRONO

Desejamos Ps = 400 KW (manter)
Máximo Ss = 465 KVA
Aproveitando os cálculos anteriores, para um Ss = 465, Qs = 232 KVAr

Como podemos sobreexcitar o motor e fazer com que seu FP seja capacitivo e Qi = Qs, o fator de potência será unitário.

Alternativa A: 1,00.

O objetivo é usar a capacidade ociosa do motor síncrono para corrigir o fator de potência da instalação.

Potências dos Motores de Indução (Carga Indutiva):

Potência Ativa (Pat) = 399,9 kW.

Fator de Potência (Fpat) = 0,86.

Potência Reativa (Qat) = Pat × tan(arccos(FPat)) = 399,9 × tan(arccos(0,86)) ≈ 399,9 × tan(30,68°) ≈ 237,15 kvar (indutivo).

Potência a ser Corrigida:

A instalação possui uma potência reativa indutiva total de 237,15 kvar que precisa ser compensada.

Capacidade de Correção do Motor Síncrono:

O motor síncrono continuará realizando o mesmo trabalho, ou seja, sua potência ativa (Pat) permanece 399,9 kW.

Sua potência aparente nominal é de 465 kVA.

Podemos calcular a potência reativa máxima que ele pode fornecer (agir como um capacitor) enquanto fornece essa potência ativa, usando o triângulo de potências: Q = √(S² - P²).

Qatimax = √(465² - 399,9²) ≈ √(216225 - 159920) ≈ √56305 ≈ 237,3 kvar (capacitivo).

Fator de Potência Final:

A potência reativa que o motor síncrono pode fornecer (237,3 kvar) é praticamente igual à potência reativa consumida pelos motores de indução (237,15 kvar). Ao ajustar a excitação do motor síncrono, ele pode anular quase que completamente a reativa da instalação, fazendo com que a potência reativa total se aproxime de zero. Quando Qtotal ≈ 0, o fator de potência total da instalação se torna unitário (1,0).

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