UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHRIA ELTRICA

PRTICA 02 GERADOR DE CORRENTE CONTNUA AUTO-EXCITADO

OPERANDO COM CARGA

Aluno: Jan Luccas de Oliveira Gomes

Matrcula: 0307746

Horrio: Quarta-Feira 14h-16h

Professor: Fernando Antunes

OBJETIVOS

- Traar a curva caracterstica tenso de armadura x corrente de armadura.

- Verificar o efeito da reao de armadura.

- Observar os efeitos do magnetismo residual.

- Observar o funcionamento como gerador hipercomposto, hipocomposto e normal.

- Determinar a regulao de tenso.

INTRODUO TERICA

O gerador com excitao em paralelo (ou gerador "shunt") possui uma regulao de

tenso deficiente. A tenso nos terminais de armadura (Vt) dependente totalmente do

fluxo gerado pelas bobinas em paralelo, que por sua vez realimentado pela prpria

tenso de armadura. Quando ocorre o aumento da corrente de carga (Ia) no gerador

shunt, h uma reduo na tenso dos terminais de armadura devido s seguintes causas:

1) queda de tenso devido resistncia de armadura (Ra). Neste caso, a tenso terminal

vem a ser Vt = E - Ia.Ra , onde E a f.e.m. induzida; Ia a corrente de armadura e Ra a

resistncia de armadura;

2) reao de armadura que enfraquece o campo e conseqentemente reduz o valor da

f.e.m. induzida;

3) reduo na intensidade da corrente de excitao devido queda no valor terminal

relacionadas as causas 1 e 2. Essa reduo implica numa f.e.m. induzida ainda menor.

O grfico da Fig. 1 ilustra as quedas de tenso devido a estes trs efeitos.

A relao Vt x Ia do gerador shunt, conhecida como caracterstica externa ou curva de carga, mostrada na Fig. 2.

Observa-se na Fig. 2 que, apesar da queda de ento nos terminais de armadura, o valor

de Ia aumenta com o acrscimo de carga (curva a-b). No entanto, a partir do ponto c

(denominado ponto de colapso) h uma reduo abrupta de Vt, onde, para qualquer

acrscimo de carga, a intensidade da corrente de armadura comea a diminuir ao invs

de aumentar, como seria o esperado.

possvel compensar o aumento da carga adicionando um enrolamento de campo em

srie com a corrente de carga que produza um fluxo de campo cumulativo com o campo

paralelo. Esse tipo de configurao d origem ao gerador composto ou compound, o qual se caracteriza por ter tanto o campo srie, quanto o campo paralelo alimentados.

Esta configurao pode produzir uma tenso terminal em carga quase constante ou at

mesmo maior do que em vazio. Dependendo da polaridade do campo da bobina srie, o

gerador pode ser composto diferencial ou composto cumulativo, sendo que o composto

cumulativo pode ser subdividido em hipercomposto, hipocomposto e normal.

Gerador Composto Diferencial: obtido quando o fluxo magntico produzido pelo

campo srie contrrio ao fluxo produzido pelo campo paralelo. medida que

colocamos carga no gerador, a tenso terminal diminui abruptamente enquanto que a

corrente na carga se mantm constante.

Gerador Hipercomposto: Se a tenso terminal plena carga maior do que a tenso da

mquina girando a vazio, diz-se que o gerador hipercomposto.

Gerador Hipocomposto: Se a tenso terminal a plena carga menor do que a tenso da

mquina girando a vazio, ento se diz que o gerador hipocomposto.

Gerador Composto Normal: Quando a tenso terminal do gerador a vazio a mesma

com carga, ento se diz que o gerador composto normal.

A Fig. 3 ilustra as curvas caractersticas desses quatro tipos de geradores.

PROCEDIMENTO PRTICO:

1. Mea o valor da resistncia de armadura. Ra=___1,5_____.

2. Monte o circuito mostrado na Fig.4, mas mantenha a carga nula (caso seja usado um quadro de lmpadas como carga, certifique-se de que todos os interruptores

estejam desligados).

Certifique-se de que o curto-circuito franco entre os pontos S1 e S2 esteja implementado prximo dos bornes da mquina e que o fio utilizado seja curto,

para assim anular o efeito do campo srie, conforme ilustrado na Fig. 4.

Ajuste R2 para 2,0 W.

3. Ajuste o reostato do campo R1 em torno de 1000 e verifique se as ligaes

esto corretas. Acione a mquina primria.

4. Verifique se houve escorvamento. Caso contrrio, pare a mquina e inverta as

ligaes do campo paralelo do gerador e acione novamente a mquina primria.).

5. Com a rotao da mquina primria estabelecida, mea a tenso de armadura do

gerador cc. Como se justifica o surgimento desta tenso?

6. Varie o reostato de campo paralelo do gerador R1 at que a tenso de armadura

atinja 200 V.

7. Ligue as cargas (lmpadas) de maneira gradual. Anote os valores de tenso e corrente de armadura na tabela 1.

Tabela 1: Dados do ensaio da curva de carga do gerador cc (excitao em

paralelo)

() () () () 200 0

8. (Relatrio) Trace o grfico Va x Ia .Comente sobre a regulao de tenso do gerador paralelo.

9. (RELATRIO) Calcule a regulao de tenso na armadura para a maior carga. 10. (RELATRIO) Comente sobre a relao entre a queda de tenso com carga e a

tenso na armadura em vazio. (RELATRIO) Quais so as possveis causas da

queda de tenso ?

11. Ainda para carga mxima varie o reostato de campo R1 at que a tenso na carga retorne para 200 V. Cuidado neste ajuste, pois o mesmo sensvel e

pode existir um longo atraso de resposta). (RELATRIO) Comente sobre a

importancia prtica deste procedimento de ajuste.

12. Retorne o reostado de campo paralelo para o valor mximo (diminuindo assim a tenso gerada), desligue a mquina primria e, por fim, desligue todas as cargas.

13. Desfaa o curto-circuito da bobina de campo srie.

14. Acione novamente a mquina primria. Com o gerador em vazio, ajuste sua tenso terminal em 200 V.

15. Ligue uma ou mais cargas at que se verifique qual o atual tipo de configurao do gerador. Caso o gerador esteja ligado como composto diferencial, desligue a

mquina primria e altere o as devidas ligaes de forma a obter um gerador

composto cumulativo.

16. Ligue as cargas (lmpadas) de forma gradual e anote os valores na tabela 2. (ATENO: LIMITE o valor mximo de Ia em aproximadamente 6 A).

Tabela 2: Dados do ensaio da curva de carga do gerador cc (gerador composto)

() () () () 200 0

210 0,5 200 4,9

212 1,5 190 5,5

212 2,4 190 6,0

210 3,0 180 6,5

3,5 178 7,4

17. (RELATRIO) Trace o grfico Va x Ia e comente sobre a regulao de tenso do gerador composto.

18. Varie o reostato R2 em paralelo com o campo srie e obtenha: a) Um gerador hipercomposto;

b) Um gerador hipocomposto;

c) Um gerador composto normal.

19. (RELATRIO) Explique como R2 atua na regulao de tenso do gerador

auto-excitado