5.a Aula_N5CV1_Gerador de Corrente Continua (Parte 2).

Conversão de Energia I
N5CV1
Prof. Dr. Cesar da Costa
5.a Aula: Gerador de Corrente Contínua (Parte 2)
Geradores de Corrente Contínua
a) I=71,43A
b) I=142,85A
Geradores de Corrente Contínua
O conjugado eletromagnético é dado por:
(1)
Onde:
- Corrente no circuito externo da armadura;
- Número total de condutores no
enrolamento da armadura;
- Número de caminhos em paralelo no
enrolamento;
- Fluxo magnético;
- Constante determinada pelo
projeto do enrolamento.
Geradores de Corrente Contínua
Tensão retificada entre as escovas é dado por:
(2)
Onde:
- Tensão de velocidade;
- Velocidade mecânica em rad/s;
Das Equações (1) e (2) obtém-se:
 Logo, conclui-se que a potência elétrica instantânea, associada a tensão
de velocidade, é igual a potência mecânica instantânea, associada ao
conjugado magnético.
Formas de excitação
Formas de excitação
Formas de excitação
Excitação composta
Gerador CC com excitação independente
Característica de magnetização
Característica terminal
Gerador CC shunt
Circuito Equivalente
EA – Tensão interna induzida
VT – Tensão Terminal
IA – Corrente de Armadura
IF – Corrente de Campo
Circuito Equivalente
E A  k 
 é fixo: Máquina Primária
 : é função de IF
VT  EA  RA I A
Função de EA
VT
IF 
RF
Função de EA
  f (I F )
Função de IF
Análise do Gerador

Objetivo: Encontrar VT para uma
dada IA

VT depende de EA e EA depende de
VT .

Ambas equações devem ser satisfeitas:
 EA
: representada por sua curva de saturação
 VT
:
VT  RF I F
Análise do Gerador – Com Carga

Sem carga: IA = 0

Ambas equações são satisfeitas no ponto de
encontro das curvas EA x IF e VT x IF
E A  k 
VT = EA
Análise do Gerador – Com Carga
VT
EA
Intersecção das
Curvas – Ponto de
Operação a Vazio
E A  k  

IF
Análise do Gerador – Com Carga
Aumento de Carga
IA  0
VT depende de EA e da queda da tensão em RA
VT  EA  RA I A
IF depende de VT
VT
IF 
RF
EA depende de IF, logo depende de VT
Análise do Gerador – Com Carga
Sem reação da Armadura – Basta conhecer RAIA
VT
EA
RA I A
VT  EA  RA I A
EA  VT  RA I A
IF
Análise do Gerador – Com Carga
Com reação da Armadura
VT
EA
Efeito desmagnetizante
da corrente de armadura
FmmReac
I F 
NF
EA  VT  RA I A
IF
O processo de autoexcitação
Característica terminal
Gerador CC série
Característica terminal
Gerador CC composto
Característica terminal
Exercício 1:
Uma máquina CC de excitação independente , 25Kw e 125 V opera com a
velocidade constante de 3000 rpm e uma corrente de campo constante tal que a
tensão de armadura em circuito aberto seja 125 V. A resistencia de armadura é
de 0,02 ohms.
Calcule a corrente de armadura, a potencia terminal, e a potencia e o conjugado
eletromagnético quando a tensão de terminal é:
a ) 128 V
b) 124 V
Solução:
Pot. Terminal:
Pot. Eletromagnética:
Conjugado. Eletromagnético:
a)
Corrente de armadura:
Solução:
Pot. Terminal:
Pot. Eletromagnética:
Conjugado. Eletromagnético:
b)
Corrente de armadura:
Exercício 2:
Considere a máquina CC de excitação independente do Exercício anterior, com
a corrente de campo sendo mantida constante no valor que produziria uma
tensão de 125V para uma velocidade de 3000 rpm. Observa-se que a máquina
está operando como motor, para uma tensão de terminal de 123V e uma
potencia terminal de 21,9 kW. Calcule a velocidade do motor.
Solução:
A corrente de terminal pode ser encontrada da tensão de terminal e da potencia:
Assim, a tensão gerada é:
Velocidade de rotação pode ser obtida por: