UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁCampus Praça XI

Curso de Engenharia Elétrica

CEME

- Gerador de Corrente Contínua -

Professor Jorge Bitencourt

Turma 1001 – Sala 103

Aluno: Teo Pires MarquesMatrícula: 200602116859

Rio de Janeiro

Junho 2010

ÍNDICE

I – Índice de figuras......................................................................................................21 – Introdução...............................................................................................................32 – Histórico..................................................................................................................33 – Elementos de um gerador de corrente contínua....................................................5 3.1- Rotor......................................................................................................................6 3.1.1- Partes do Rotor....................................................................................................6 3.2- Anel Comutador......................................................................................................73.3- Estator....................................................................................................................7 3.4- Escovas..................................................................................................................8

4 – Circuito Magnético..................................................................................................85 - Princípio de funcionamento de um gerador cc......................................................106 – Excitações do campo magnético..........................................................................137 – Circuito equivalente do Gerador CC ....................................................................148 – Equações da tensão no gerador e regulação de tensão ....................................159 – Perdas e eficiências de um Gerador CC..............................................................1610- Bibliografia............................................................................................................17

Índice de figuras

Figura 1 – vista de um corte de um gerador cc............................................................5Figura 2 – rotor de uma maquina de corrente contínua...............................................6Figura 3 – comutador de um gerador cc......................................................................7Figura 4 – estator de um gerador de corrente contínua...............................................7Figura 5 – escovas de grafite e carvão para gerador cc..............................................8Figura 6 – carcaças utilizadas para criação de um circuito magnético........................9Figura 7 – Posição do Plano da Bobina de Fio..........................................................11Figura 8 – principio do funcionamento do gerador de corrente contínua...................12Figura 9 – Diagrama de circuito com gerador excitado separadamente....................13Figura 10 – diagrama de circuitos geradores de excitação série...............................13Figura 11 – diagrama de circuitos geradores de excitação em derivação.................14Figura 12 – diagrama de circuitos geradores de excitação composta.......................14Figura 13– circuito de um gerador CC.......................................................................14

Figura em marca d’agua Gerador de corrente contínua de Gramme - desenvolvido e comercializado por Zénobe Gramme (1826 – 1901) em 1874 para servir na indústria da galvanoplastia (máquina de oficina 15V, 300 A, 1500 RPM e 300kg)

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Fonte: Manuel Vaz Guedes 2001 – Sistemas de geradores de energia elétrica

1- Introdução

Gerador de corrente contínua é uma máquina capaz de converter energia mecânica em energia elétrica ou energia elétrica em mecânica (motor).

A energia elétrica utilizada hoje em dia na distribuição e transporte da mesma é a corrente alternada, porém os motores de corrente contínua têm tradicionalmente grandes aplicações nas indústrias sendo que, são eles que permitem variação de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo. Atualmente componentes eletrônicos de tensão alternada já são capazes de controlar a velocidade do motor assíncrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicação estão substituindo os motores de corrente contínua na maior parte das aplicações.

O termo "gerador elétrico" se reserva apenas para as máquinas que convertem a energia mecânica em elétrica. Conforme as características da corrente elétrica que produzem, os geradores podem ser de corrente contínua (dínamos) e alternada (alternadores).

Além disso, quando se trata de um gerador de corrente continua, os mesmos princípios que formam a base de operação de maquina de corrente alternada e de corrente continua são governadas pelas mesmas leis fundamentais. Desta forma no calculo do torque desenvolvido por um dispositivo eletromecânico se aplica tanto para geradores CA, quanto para CC. À única diferença entre ambos são os detalhes de construção mecânica, isto também se aplica para força eletromotriz no rotor.

Portanto as maquinas CA não são fundamentalmente diferente das CC, ou seja, diferem somente em detalhes construtivos. Logo para que um gerador seja CC é necessário que haja uma força eletromotriz para assim produzir um campo magnético e em seguida gerar uma corrente que ao passar pelo anel comutador gere uma corrente continua.

2 – Histórico

Esta máquina que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de estudos, pesquisas e invenções de muitos cientistas, durante quase três séculos.

Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou em Londres a obra intitulada De Magnete, descrevendo a força de atração magnética. O fenómeno da eletricidade estática já havia sido observado antes pelo grego Tales, em 641 a.C., ele verificou que ao fricionar uma peça de âmbar com um pano, esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas, etc.

A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663 pelo alemão Otto Von Guericke e aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta.

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O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes eléctricas, verificou em 1820 que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente eléctrica. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima entre o magnetismo e a electricidade, dando assim, o primeiro passo para em direcção ao desenvolvimento do motor eléctrico. O sapateiro inglês William Sturgeon – que paralelamente com sua profissão, estudava electricidade nas horas de folga – baseando-se na descoberta de Oersted constatou, em 1825, que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor eléctrico transformava-se em um íman quando se aplicava uma corrente eléctrica, observando também que a força do íman cessava tão logo a corrente fosse interrompida. Estava inventado o eletroíman, que seria de fundamental importância na construção de máquinas eléctricas girantes.

Em 1832, o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Já no ano de 1833, o inglês W. Ritchie inventou o comutador construindo um pequeno motor eléctrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um íman permanente. Para dar uma volta completa, a polaridade do eletroíman era alternada a cada meia volta através do comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico parisiense H. Pixii ao construir um gerador com um íman em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador.

Grande sucesso obteve o motor eléctrico desenvolvido pelo arquitecto e professor de física Moritz Hermann Von Jacobi – que, em 1838, aplicou-o a um bote. Alimentados por células de baterias, o bote transportou 14 passageiros e navegou a uma velocidade de 4,8 quilômetros por hora.

Somente em 1886 Siemens contruiu um gerador sem a utilização de íman permanente, provando que a tensão necessária para o magnetismo poderia ser retirado do próprio enrolamento do rotor, isto é, que a máquina podia se auto-excitar. O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. A máquina de Siemens não funcionava somente como um gerador de electricidade, mas também podia operar como um motor, desde que se aplicasse aos seus bornes (Os conectores bornes são para a entrada de sinais elétricos ou de alimentação.) uma corrente contínua.

Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de Berlim, a primeira locomotiva eléctrica, com uma potência de 2 kW.

A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação a maquina a vapor, a roda d’água e à força animal. Entretanto, o alto custo de fabricação e a sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na de tal modo que muitos cientistas dirigira sua atenção para o desenvolvimento de um motor eléctrico mais barato, mais robusto e de menor custo de manutenção. Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia, destacam-se o jugoslavo Nikola Tesla, o italiano Galileu Ferrarris e o russo Michael Von Dolivo-Dobrovolski. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente contínua, mas também se cogitou de sistemas de corrente alternada, cujas vantagens já eram conhecidas em 1881.

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3 – Elementos de um gerador de corrente contínua.

As partes principais de um gerador de corrente continua são: O Rotor (armadura), Anel Comutador, Estator (parte fixa), Escovas.

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Figura 1 – vista de um corte de um gerador ccFonte: http://www.oficinaecia.com.br/bibliadocarro/imagens/a247.jpg

3.1 - Rotor

Parte girante, montada sobre o eixo da máquina, construído de um material ferromagnético envolto em um enrolamento chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador. O rotor gira por efeito de uma força mecânica externa. A tensão gerada na armadura é então ligada a um circuito externo, ou seja, o rotor do gerador libera corrente para o circuito externo. Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparação ao enrolamento de campo e é o circuito responsável por transportar a energia proveniente da fonte de energia.

Figura 2 – rotor de uma maquina de corrente contínua

Fonte: http://homepages.which.net/~paul.hills/Motors/Starters/Rotor.jpg

3.1.1 - Partes do Rotor

Núcleo Magnético: é constituído de um pacote de chapas de aço magnético laminadas, com ranhuras axiais para alojar o enrolamento da armadura;

Enrolamento da Armadura: é composto de um grande número de espiras em série ligadas ao comutador. O giro da armadura faz com que seja induzida uma tensão neste enrolamento

Comutador: é constituído de lâminas de cobre (lamelas) isoladas umas das outras por meio de lâminas de mica (material isolante). Tem por função transformar a tensão alternada induzida numa tensão contínua.

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Eixo: é o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor a uma carga a ele acoplada.

3.2 - Anel Comutador

Responsável por realizar a inversão adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento do rotor, constituído de um anel de material condutor, segmentado por um material isolante de forma a fechar o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado. O anel é montado junto ao eixo da máquina e gira junto com o mesmo. O movimento de rotação do eixo produz a comutação entre os circuitos dos enrolamentos.

Figura 3 – comutador de um gerador ccFonte: http://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html

3.3 - Estator

Parte estática da máquina, montada em volta do rotor, de forma que o mesmo possa girar internamente. Também é constituído de material ferromagnético, envolto em um enrolamento de baixa potência chamado de enrolamento de campo que tem a função apenas de produzir um campo magnético fixo para interagir com o campo do rotor. A fonte de corrente de campo pode ser uma fonte separada, chamada de excitador, ou proveniente do própio rotor.

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Figura 4 - estator de um gerador de corrente contínuaFonte: http://4.bp.blogspot.com/_1Zhsre0yUpg/SiF2Cq0-v7I/AAAAAAAAABE/o605-0JUECQ/S692/DSC00128.JPG

3.4 - Escovas

São conectores de grafita fixos, montados sobre molas que permitem que eles deslizem (ou "escovem“) sobre o comutador no eixo do rotor. Assim, as escovas servem de contato entre os enrolamentos da armadura e a carga externa.

Figura 5 – escovas de grafite e carvão para gerador ccFonte: http://www.mecdobrasil.com.br/escovas/images/gif/Escovas.gif

4 – Circuito magnético

Para que o campo magnético possa atuar com a intensidade requerida sobre os elementos do circuito eléctrico, colocados em determinada zona da máquina eléctrica, é necessário criar um circuito magnético, isto é um conjunto de meios materiais, formado essencialmente por substâncias ferromagnéticas, constituindo um circuito fechado, através do qual um fluxo magnético se pode estabelecer com facilidade. Numa máquina eléctrica rotativa o circuito magnético será formado por uma parte colocada no estator e outra parte colocada no rotor e separadas por umEntreferro. No passado o circuito magnético estatórico era constituído pelacarcaça, normalmente em ferro fundido, a que se juntavam os pólos magnéticos.

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Na actualidade o circuito magnético de um gerador de corrente contínua é constituído por um empacotamento de chapa magnética. No corte da chapa magnética, é imediatamente dada forma aos pólos magnéticos, indutores e de comutação. O circuito magnético rotórico é, também, formado pelo empacotamento de chapa magnética, com uma forma de coroa circular e na qual estão já recortadas as ranhuras abertas. O material ferromagnético, utilizado na construço do circuito magnético é caracterizado por ter baixas perdas magnéticas razoável condutibilidade térmica e bom comportamento mecânico. São valores típicos para a chapa magnética utilizada — chapa de ferro silicioso (< 3%) de cristais orientados laminadas a frio:espessura = 0,5 mm, indução de saturação = 1,7 T, densidade de perdas = 2 W/kga 1,5 T, 50 Hz, massa volúmica = 7,8 x 10^3 kg/m^3, indução remanente = 1,0 T, resistividade = 40 x 10^-8Ω•m.A principal preocupaço no projecto do circuito magnético de uma máquina eléctrica de colector de lâminas diz respeito às perdas magnéticas — perdas por histerese e perdas por correntes de Foucault —, que têm de ser reduzidas para diminuir o seu contributo para o aquecimento da máquina. Por isso na actualidade o circuito magnético do gerador de corrente contínua é folheado e funciona numa zona afastada da saturaço magnética. No passado o circuito magnético estatórico de uma máquina de corrente contínua era maciço, sendo os pólos postiços presos à carcaça por parafusos. Considerava-se que não existia variação no tempo do fluxo magnético, e, portanto, eram diminutas e desprezáveis as perdas magnéticas estatóricas. Na atualidade, e devido ás preocupações sociais com a utilização racional da energia, mesmo essas pequenas perdas não são desprezadas, paraser aumentado o rendimento energético da máquina elétrica.

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Figura 6 – Carcaças utilizadas para criação de um circuito magnéticoFonte: http://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html

Nas antigas máquinas de corrente contínua, os pólos indutores estavam integrados, isto é eram fundidos, com a carcaça. Depois utilizaram-se os pólos postiços, isto é, eram peças separadas que eram adaptadas e aparafusadas ou rebitadas à carcaça. A adaptação do pólo à carcaça consistia numa maquinagem que era feita de forma a reduzir o, eventual, entreferro no contato entre o pólo e a carcaça. Para as máquinas alimentadas em corrente contínua, na atualidade, o circuito magnético é constituída por um empacotamento de chapa magnética, de baixas perdas (2,3 a 1,6 W/kgm), com uma espessura de 0,4 a 0,5 mm, e isoladas,individualmente, por silicatagem, por fosfatagem, ou por envernizamento. Para aumentar a firmeza do conjunto as chapas extremas podem ter uma maior espessura. Os pólos indutores têm uma forma paralelepipédica no espaço, e são constituídos por um núcleo polar e pela expansão polar. A expansão polar sofre a influência do fluxo magnético de reação do induzido, que é variável no tempo. Os pólos auxiliares de comutação não possuem expansões polares, têm, também, uma forma paralelepipédica no espaço e criam um entreferro maior do que o dos pólos indutores. O circuito magnético rotórico é sempre folheado, porque roda no interior do campo magnético indutor, ficando, assim, as suas partes sujeitas à influência de um fluxo magnético variável. As chapas do circuito magnético rotórico, comuma forma de coroa circular são recortadas, numa forma retangular, na periferia para formarem as ranhuras rotóricas, quando empacotadas, e possuem furos na superfície, destinados a formar canais de ventilação. As ranhuras do circuito rotórico têm uma forma retangular, com uma saliência em "cauda de andorinha" de forma apoderem levar umas réguas de material isolante, reglètes, que restringem o movimento dos condutores no interior da ranhura. No circuito magnético não são de prever avarias que obriguem a especiais cuidados de manutenção, preventiva ou de reparação. No entanto, como o circuito magnético é formado por ajustamentos, ou por empacotamentos, de diferentes partes, nas revisões principais, ou duranteuma reparação convém verificar o estado de ligação e de sustentação dessas partes. Como consequência dos esforços eletrodinâmicos inerentes a um curto-circuito da máquina pode resultar avarias mecânicas nos pólos auxiliares de comutação.

5 - Princípios de Funcionamento de um gerador de corrente contínua

Quando se trata de um gerador, a energia mecânica é suprida pela aplicação de um torque e da rotação do eixo da máquina, uma fonte de energia mecânica pode ser, por exemplo, uma turbina hidráulica, uma turbina eólica, etc. A fonte de energia mecânica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores elétricos dos enrolamentos de armadura e o campo magnético produzido pelo enrolamento de campo e desse modo, provocar uma variação temporal da

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intensidade do mesmo, e assim pela lei de Faraday induzir uma tensão entre os terminais do condutor.

A lei de Faraday-Lenz enuncia que a força eletromotriz induzida num circuito elétrico é igual à variação do fluxo magnético conectado ao circuito. É importante notar que um campo magnético constante não dá origem ao fenômeno da indução. Por esta razão, não é possível colocar um magneto no interior de um solenoide e obter energia elétrica. É necessário que o magneto ou o solenóide movam-se, consumindo energia mecânica. Por esse motivo que um transformador só funciona com corrente alternada. A lei é de natureza relativística, portanto o seu efeito é resultado do movimento do circuito em relação ao campo magnético.

A contribuição fundamental de Heinrich Lenz foi à direção da força eletromotriz (o sinal negativo na fórmula). A corrente induzida no circuito é de fato gerada por um campo magnético, e a lei de Lenz afirma que o sentido da corrente é o oposto da variação do campo magnético que a gera.

Se o campo magnético concatenado ao circuito está diminuindo, o campo magnético gerado pela corrente induzida irá à mesma direção do campo original (se opõem a diminuição), se, pelo contrário, o campo magnético concatenado está aumentando, o campo magnético gerado irá em direção oposta ao original (se opõem ao aumento).

Eemf - força eletromotriz; N – numero de espiras; – variação do fluxo

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Figura 7: Posição do Plano da Bobina de Fio, relativamente à Direção do Campo Magnético, e a correspondente Força Eletromotriz Induzida.

Fonte: http://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html

Desta forma, a energia mecânica fornecida ao eixo, é armazenada no campo magnético da máquina para ser transmitida para alimentar alguma carga conectada à máquina.

Como o corpo do estator é constituído de materiais ferromagnéticos, ao aplicarmos tensão nos terminais do enrolamento de campo da máquina temos uma intensificação dos campos magnéticos no mesmo e, portanto, a produção de pólos magnéticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensão do estator.

Quando aplicamos uma tensão no comutador, com a máquina parada, a tensão é transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um campo magnético e outros pares de pólos no enrolamento da armadura.

A orientação desse campo, ou seja, a posição do pólo norte e sul permanece fixa, simultaneamente temos uma tensão elétrica aplicada no enrolamento de campo no estator, assim, ao termos a interação entre os campos magnéticos da armadura no rotor e do campo no estator, os mesmos tentarão se alinhar, ou seja, o pólo norte de um dos campos tentará se aproximar do pólo sul do outro.

Como o eixo da máquina pode girar, caso os campos da armadura e do estator não estejam alinhados, surgirá um binário de forças que produzirá um torque no eixo, fazendo o mesmo girar. Ao girar, o eixo gira o anel comutador que é montado sobre o eixo, e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicação da tensão, o que faz com que a corrente circule no sentido contrário, mudando o sentido do campo magnético produzido.

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Assim, ao girar o anel comutador muda a posição dos pólos magnéticos norte e sul do campo da armadura e como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo, temos novamente a produção do binário de forças que mantém a mudança dos pólos e conseqüentemente o movimento do eixo da máquina.

Figura 8 – principio do funcionamento do gerador de corrente contínuaFonte: http://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html

Verificando as variações da FEM induzida na espira, vemos que se a carga do gerador for puramente resistiva, a corrente que nela circula sofre variação idêntica. A polaridade da Fem induzidado gerador se mantem constante, mas o seu valor é variável o que faz com que a corrente que circula por uma carga resistiva seja contínua, porém pulsativa. Um gerador de corrente contínua desse tipo não tem muitas aplicações práticas, pois o que se pretende na grande maioria dos casos é que a tensão gerada tenha polaridade constante e que seu valor seja pelo menos aproximadamente constante. A solução do problema é bastante simples, consistindo no acrécimo de novas espiras. Se por exemplo colocarmos uma espira fazendo 90º com primeira dividindo o anel coletor em quatro comutadores quando a FEM induzida em uma delas for nula na outra será máxima, dando origem a quatro valores máximos por ciclo. Na prática o numero de lâminas do comutador não geralmente inferior a 30, podendo chegar até mesmo a 80 ou 100, dependendo da classe de tensão da máquina. É bom lembrar que em tensões da ordem de 380V e 440V caso o número de lâminas seja pequeno, ocorrem diferenças de potencial entre llâminas adjacentes e um grande centelhamento contínuo, conhecido por “anel de fogo”, que acaba por fundir as lâminas do comutador. Daí a necessidade de um grande número de lâminas.

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6 - Excitações do campo magnético

Os Geradores CC recebem seus nomes de acordo com o tipo de excitação de campo utilizado. Quando o campo do gerador é fornecido ou "excitado" por uma fonte cc separada, como por exemplo, uma bateria, ele é chamado de gerador de excitação separada. Quando o gerador fornece a sua própria excitação, ele é chamado de gerador autoexcitado. Se o seu campo estiver ligado em paralelo com o circuito da armadura, ele é chamado de gerador em derivação. Quando o campo está em série com a armadura, o gerador é chamado de gerador série. Se forem usados os dois campos, derivação e série, o gerador é chamado de gerador composto. Os geradores compostos podem ser ligados em derivação curta com o campo de derivação em paralelo somente com a armadura, ou formando uma derivação longa, com o campo de derivação em paralelo com a armadura e com o campo série. Quando o campo série está ligado dessa forma, de modo que seus ampères-espira ajam no mesmo sentido que os do campo em derivação, diz-se que o gerador do composto-acumulativo. Os reostatos de campo são resistências ajustáveis colocadas nos circuitos de campo para variar o fluxo do campo e, portanto a fem gerada pelo gerador.

O gerador composto é muito mais usado do que os outros tipos de geradores, porque ele pode ser projetado de modo a oferecer uma ampla variedade de características.

Figura 9 - Diagrama de circuito com gerador excitado separadamente

Figura 10 – diagrama de circuitos geradores de excitação série

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Figura 11 – diagrama de circuitos geradores de excitação em derivação

Figura 12 – diagrama de circuitos geradores de excitação composta

7 – Circuito equivalente do Gerador CC

As relações entre Tensão e Corrente num circuito equivalente de um gerador e de acordo com a lei de Ohm.

Figura 13 – circuito de um gerador CCOnde:

As equações abaixo são escritas para determinar respectivamente:Equação 6.1 e para calcular a tensão na armadura,Equação 6.2 a tensão no terminal do gerador, Equação 6.3 para determinar e corrente na linha,

Vta = Vg - Iara (6.1)Vt = Vg - Ia(ra + rs) (6.2)

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IL = Ia - Id (6.3)Vta = tensão no terminal da armadura, VVg = tensão gerada na armadura, VIa = corrente da armadura, AVt = tensão no terminal do gerador, Vra = resistência do circuito da armadura, Ωrs = resistência do campo série Ωrd = resistência do campo em derivação ΩIL = corrente na linha, AId = corrente do campo em derivação, A

8 – Equações da tensão no gerador e regulação de tensão

A tensão média Vg gerada por um gerador pode ser calculada através da fórmula descrita abaixo:

Onde:Vg = tensão média gerada por um gerador cc, Vp = número de pólosZ = número total de condutores da armadura (também chamado de indutores)Φ = fluxo por pólon = velocidade da armadura, rpmb = número de percursos paralelos através da armadura, dependendo do tipo de enrolamento da armadura.

Para qualquer gerador todos os fatores são fixos exceto Φ e n então a equação acima resume a:

Onde:

Onde este revela o valor de uma fem induzida em qualquer circuito e proporcional à razão com que o fluxo está sendo interceptado. Assim se Φ duplicar e n permanecer o mesmo Vg também é duplicado. Analogicamente, se n dobrar o valor, permanecendo Φ constante Vg dobra.

A regulação de tensão de um gerador é a diferença entre a tensão do terminal sem carga (SC) e com carga máxima (CM) e é expressa como uma porcentagem do valor de carga máxima.

Regulação de tensão = tensão SC – tensão com CM tensão com CM

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Uma regulação com baixa porcentagem, característica de circuito de iluminação, significa que a tensão no terminal do gerador e praticamente a mesma com carga máxima ou quando está sem carga.9 – Perdas e eficiências de um Gerador CC

As perdas nos geradores e motores consistem nas perdas no cobre dos circuitos elétricos e nas perdas mecânicas devidas á rotação da máquina. As perdas incluem:

1 – Perdas no cobre

Perdas I2R na armaduraPerdas de campo

(1) I2R do campo em derivação(2) I2R do campo em série

2 - Perdas mecânicas ou rotacionais

(a) Perdas no ferro(1) Perdas por correntes parasitas(2) Perdas por histerese

(b) Perdas por atrito(1) Atrito no mancal (rolamento)(2) Atrito nas escovas(3) Perdas por vento ou atrito com o ar

As perdas no cobre estão presentes, porque é consumida urna certa potência quando se faz passar uma corrente através de uma resistência. À medida que o rotor gira no campo magnético, a fem induzida nas partes de ferro permite a passagem de correntes parasitas ou de Foucault, que aquecem o ferro representando assim um desperdício de energia. As perdas por histerese ocorrem quando um material magnético é magnetizado inicialmente num sentido e em seguida no sentido oposto. Outras perdas rotacionais são produzidas pelo atrito de rolamento no mancal, pelo atrito das escovas apoiadas sobre o comutador e pelo atrito com o ar.

A eficiência é a razão entre a potência útil na saída e a potência total na entrada.

Eficiência = saídaentrada

Eficiência = entradas – perdas = saída entradas saída + perdas

A eficiência e geralmente expressa na forma de porcentagem da seguinte forma:

Eficiência(%) = saída x 100 entrada

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10- Bibliografia

Guedes, Manuel Vaz – Sistemas geradores de energia elétrica.

Wikipédia – acessado em 13/06/2010.Máquina de corrente contínuaMotor elétricoGerador

Gerador de Corrente Contínuahttp://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html

MAQUINAS ELETRICAS – <http://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquina_CC.pdf> Acessado em: 09/05/2010.

MAQUINA CORRENTE CONTINUA <http://pt.wikipedia.org/wiki/maquina_de_corrente_continua> Acessado em 08/05/210.

MAQUINA CORRENTE CONTINUA < http://www.dsee.fee.unicamp.br/> Acessado em 08/05/210.

MAQUINA CORRENTE CONTINUA < http:// //www.feiradeciencias.com.br/> Acessado em 08/05/210.

VINCENT, Del Toro. Fundamentos de maquinas elétricas, New Jersey Prentice-hall, 1990.

GERADOR ELEMENTAR DE CORRENTE CONTÍNUAManuscritos de Paulo Cesar Pfaltzgraff Ferreira, UNESA – 2010.

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“Deus é como a corrente elétrica, está sempre movimentando-se para facilitar nossas vidas e nós não vemos. Só o percebemos quando levamos um choque na vida.”

Josemir Gomes de Amorim

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