Geradores Sincronos

Geradores Síncronos - Princípio de Funcionamento

Considere inicialmente uma bobina constituída por "N" espiras e imersa em campo magnético Produzida por imãs permanentes.(Fig.1) Acionando-se o eixo de rotação, as espiras da bobina cortam as linhas do campo e, pela lei Fundamental: da indução eletromagnética, uma força eletro motriz (f.e.m.) é induzida nos condutores. Literalmente a f.e.m. (E) é diretamente proporcional ao número de espiras da bobina (N), indução do campo magnético: (B), velocidade periférica (v) é comprimento de cada condutor (L).

Matematicamente podemos escrever que E= B.L.v.N

Na fig. 2, o gerador elementar possui 2 pólos fixos e uma bobina "ab" que se movimenta em relação a esses pólos.
A indução magnética produzida pelos imãs permanentes possui distribuição espacial que depende essencialmente da forma de superfície polar (sapata polar). Com configuração adequada da sapata consegue-se maior concentração de induções no centro do pólo e valores menores nas extremidades.
A distribuição senoidais de induções utiliza na construção de geradores, são determinadas pelo desenho conveniente da sapata polar. A bobina "ab" movimenta-se em relação ao campo de induções senoidal, resultando uma f.e.m. induzida também senoidal, ou seja:
E= Bmáx. senwt. N.l.v. = Emáx. senwt
Sendo: Emáx = Bmáx. N. L. v

Nos pontos de máxima indução obtém-se a máxima tensão induzida. Quando as espiras "a" estão sob influência do pólo norte, a polaridade de f.e.m. é contrária a das espiras "b", que se encontra sob o pólo sul. Desta forma, a variação da f.e.m. acompanha em todos os pontos a distribuição de induções e possui polaridade distinta sob os pólos norte e sul.
A ligação dos condutores das "N" espiras é realizada de maneira que a tensão nos condutores "a" é somada à dos condutores "b" ou seja:
Vab = Va + Vb

Cada giro das espiras corresponde a um ciclo completo da tensão gerada. Para que a tensão gerada seja de 60 Hz, é necessário que a espira gire 60