Eletromecanica

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IFSP – CAMPUS CUBATÃO – SAI – 3º MÓDULO

ELETROMECÂNICA APLICADA

ETM - ELETROMECÂNICA APLICADA
GERADORES DE CORRENTE CONTÍNUA
GENERALIDADES Geradores CC são fontes de tensão, onde:  O torque eletromagnético (desenvolvido nos condutores percorridos por corrente) se opõe à rotação da máquina primária (Lei de Lenz).  A tensão gerada calculada por Eg = Va + Ra∙Ia (induzida na armadura),auxilia e produz corrente na armadura. TIPOS DE GERADORES CC Os três tipos básicos de geradores CC são geradores shunt, série e compound. A diferença entre estes tipos surge da maneira como é produzida a excitação do enrolamento de campo. O propósito do gerador é produzir uma tensão CC por conversão de energia mecânica em energia elétrica. Uma porção desta tensão CC pode ser empregada para excitar oenrolamento de campo. Gerador Shunt Neste gerador toda ou quase toda a tensão de linha produzida é utilizada para alimentar o enrolamento de campo e produzir o fluxo magnético nos pólos. Os circuitos esquemático e equivalente do gerador shunt são vistos na Figura 1.

Figura 1 – (a) Circuito esquemático do gerador shunt. (b) Circuito equivalente do gerador shunt.

Todas as resistências docircuito de armadura, podem ser englobadas em uma única resistência Ra, denominada resistência de armadura, ou seja, a resistência do enrolamento da armadura, a resistência das escovas de carvão, além da resistência dos enrolamentos de compensação e interpolos, se estiverem sendo usados. Na Figura 1 (b) observa-se que: Ia  If  I L . Onde: Ia = corrente da armadura produzida na mesma direção da tensãogerada. If = corrente de campo (Vf / Rf). IL = corrente de carga (VL / RL). Existe a mesma tensão sobre os circuitos da armadura, do campo e da carga, ou seja: Va  Vf  VL . Onde: Va = Eg - Ra∙Ia = tensão nos terminais da armadura.
NOTAS DE AULA 04 – GERADORES CC – REV. 04 1

IFSP – CAMPUS CUBATÃO – SAI – 3º MÓDULO

ELETROMECÂNICA APLICADA

Vf = tensão aplicada sobre o circuito de campo.VL = tensão aplicada na carga. EXEMPLO NUMÉRICO: Um gerador shunt, 250 V, 150 kW, possui uma resistência de campo de 50 Ω e uma resistência de armadura de 0,05 Ω. Calcule: a) A corrente de plena carga. b) A corrente de campo. c) A corrente de armadura. d) A tensão gerada na situação de plena carga. Solução: P 150000 a) I L  G   I L  600 A VL 250 V 250 b) I f  L   If  5 A Rf 50 c) Ia  If I L  Ia  600  5  Ia  605 A d) E g  Va  R a  Ia  250  0,05  605  E g  280,25 V Gerador Série Neste gerador a excitação é produzida por um enrolamento de campo ligado em série com a armadura, de modo que o fluxo produzido é função da corrente da armadura e da carga. O campo série é excitado apenas quando a carga é ligada ao circuito. Como o enrolamento de campo deve suportar toda acorrente da armadura, é construído com poucas espiras de fio grosso. O enrolamento de compensação e o interpolo também podem estar presentes neste gerador. Gerador Composto (Compound) Neste gerador a excitação de campo é produzida por uma combinação dos enrolamentos em série e em paralelo com a armadura. Existem duas configurações possíveis: a conexão shunt-longa e a conexão shunt-curta. A diferençaessencial entre estas conexões é que, na primeira, a corrente da armadura excita o campo série, enquanto que, na segunda, a corrente de carga excita o campo série. Estas diferenças irão interferir na forma como a tensão sobre a carga irá se comportar em função das diferentes solicitações de corrente. A Figura 2 ilustra as conexões possíveis do gerador Composto. EXEMPLO NUMÉRICO: Um geradorcomposto ligação shunt longa, 500 V, 100 kW, possui uma resistência de campo shunt de 125 Ω, uma resistência de campo série de 0,01 Ω e uma resistência de armadura de 0,03 Ω. A resistência de ajuste (Rd) suporta 54 A. Calcule: a) O valor da resistência de drenagem (Rd) para a carga nominal. b) A tensão gerada na situação de plena carga. Solução: P 100000 a) I L  G   I L  200 A VL 500
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