Gerador é uma maquina
que através da indução eletromagnética transforma a energia mecânica aplicada
ao seu eixo em energia elétrica nos terminais da armadura na forma de corrente
contínua.
Comutador: É um
retificador mecânico, montado sobre o eixo isolado eletricamente no gerador,
ligado cada lâmina a sua espira, correspondentemente, tem como função inverter
o sentido da corrente dando-lhe um sentido unidirecional.
Tipos de Geradores de
Corrente Contínua.
- Tipo Shunt
- Tipo Série
- Tipo Composto
- Tipo independente
Gerador de Corrente
Contínua- Tipo Shunt
Características do
Gerador Série Shunt.
O enrolamento de campo
deste gerador é ligado em paralelo com a armadura.
Uma parte da corrente
gerada na armadura (Ia), é destinada a corrente de magnetização (If) para criar o fluxo.
O
enrolamento Shunt (Paralelo) é constituído de muitas espiras de fio
fino. O fio fino apresenta alto valor de resistência. Com alta
resistência, tem-se baixa corrente. Baixa corrente com muitas espiras tem-se
alto valor de fluxo, com alto valor de fluxo tem-se alto valor de tensão
gerada.
O
gerador Shunt gera tensão nominal à vazio (sem carga), com carga apresenta
quedas internas fazendo com que a tensão na carga reduz seu valor.
Curva Gerador de Corrente
Contínua- Tipo Shunt
V cai com o aumento de Ic por que:
Redução do fluxo devido a Reação do Induzido; Queda de tensão do induzido Ra
Ia; A corrente de campo Ie é dada por V/Rs. Sendo Rs constante, quando V cai
devido aos fatores anteriores, a corrente Ie cai diminuindo ainda mais o fluxo
e consequentemente fazendo V ficar menor ainda.
Quanto mais carga em paralelo, menor
a resistência equivalente das cargas todas, percebida pelo gerador. Com
resistência menor e mesma tensão V (a princípio) tem-se aumento na corrente Ic.
Quanto maior Ic menor é V pelos motivos vistos no slide anterior. Quando Ic for
tal que V alcance o ponto “d” na figura um aumento adicional de Ic causa
redução alta em V de modo que a corrente Ie diminui a um ponto em que a
corrente Ic acaba caindo abaixo de seu valor prévio.
No caso de um curto-circuito nos
terminais do gerador (baixíssima resistência e altíssima corrente) a tensão nos
terminais será quase nula sendo a única corrente e tensão percebidos, aqueles
criados pelo magnetismo residual do campo (Ie=0 -> caminho de maior
resistência a: corrente quase não passa).
Isso caracteriza uma proteção para o
gerador uma vez que um aumento grande na corrente de carga leva a diminuição da
tensão e consequentemente da corrente fornecida impedindo a queima do gerador.
Gerador de Corrente
Contínua Excitação- Tipo Série.
Características do
Gerador Série
1- O enrolamento de campo
série é constituído de poucas espiras de fio grosso.
- ligado em série com a armadura transporta toda
a corrente de carga;
- dever ter baixa resistência;
- com baixa resistência tem-se baixa queda de
tensão.
2- O gerador tipo série não
gera tensão nominal a vazio porque não tem como se magnetizar.
3- Com carga nominal gera tensão nominal.
4- Com sobrecarga tende a
aumentar as quedas internas e a tensão na carga diminui.
5- O gerador série na sua forma pura não se
encontra muita aplicação prática.
Curva Gerador de Corrente
Contínua Excitação- Tipo Série.
Nessa ligação a corrente de carga Ic
é a mesma Ie e Ia também. Sem carga, a tensão nos terminais se deve somente ao
magnetismo residual (Ic=Ie=Ia=0).
Se não houvesse reação do induzido
nem Ra e Rs a tensão de saída seria proporcional à corrente puxada.
Gerador de Corrente
Contínua Excitação- Tipo Composto
Característica do Gerador
de Corrente Contínua Excitação Composto.
O gerador composta
apresenta-se as características do gerador shunt e do gerador série.
- gera tensão nominal a
vazio (shunt);
- aumenta a tensão gerada
com carga (série).
Pode ser composto shunt
longo, quando o terminal é ligado de uma forma que a corrente do campo Shunt
passa através do campo série.
Pode ser composto shunt
curto, quando o terminal é ligado antes do campo série de forma que a corrente
do campo shunt não passa pelo campo série.
O gerador composto pode
ser:
- subcomposto ou hipoexcitado:
se o número de espira do campo série não é o suficiente para aumentar a tensão
gerada na armadura (Ega) para compensar as quedas internas, de tal forma que a
tensão na carga é melhor que a tensão a vazio.
- Aplainado ou normal: quando o número de espiras é
suficiente para aumentar a tensão gerada para compensar as quedas internas, de
forma que a tensão com carga é exatamente igual à tensão a vazio.
- super composto ou hiper-excitado: quando o número de
espiras do campo série é capaz de aumentar a tensão gerada de forma a superar
as quedas internas, e a tensão com carga é maior do que a tensão a vazio.
- diferencial: quando o fluxo do campo série, opõe ao fluxo
principal Shunt, de forma que com o aumento da carga a tensão na carga diminui.
Este gerador não tem aplicação prática.
O gerador composto é indicado para o acoplamento de cargas
muito pesadas como: locomotivas e laminadoras.
Curva do Gerador Composto
Quando V cai a corrente Ie tende a
cair conforme visto. Diminuindo a resistência no reostato tem-se aumento em Ie
aumentando o campo e assim o V. Quando Ic passa por este enrolamento ele gera
um campo complementar ao enrolamento já existente e assim quando Ic aumenta, o
V se mantém praticamente constante (se as espiras do novo enrolamento forem bem
dimensionadas) porque a queda que se observaria é compensada pelo crescimento
do fluxo (diretamente proporcional à corrente) do segundo enrolamento
compensando.
Gerador de Corrente
Contínua Excitação- Tipo Independente
Característica do Gerador
de Corrente Contínua Excitação Independente.
Máquina excitada externamente pelo
circuito de campo com velocidade praticamente constante(motores) e velocidade
ajustável por variação da tensão de armadura e também por enfraquecimento de
campo(motores).
Aplicações mais comuns: máquinas de
papel, extrusoras, fornos de cimento, etc. Enrolamento de campo independente e
apresenta um fluxo mínimo mesmo com o motor a vazio.
Curva do Gerador Independente
V diminui com o aumento de Ia porque
a reação do Induzido aumenta com Ia diminuindo a Eg (fem gerada); V já é sempre menor que Eg devido a queda de
tensão em RaIa que só aumenta com o aumento de Ia.
Maria Sabrina Pereira / Engenheira Eletricista
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