• MINIMIZAÇÃO DOS EFEITOS DA REAÇÃO DO INDUZIDO A
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49 ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I • MINIMIZAÇÃO DOS EFEITOS DA REAÇÃO DO INDUZIDO A minimização dos efeitos da reação do induzido é obtida com artifícios que aumentam a relutância magnética do caminho seguido pelo fluxo da reação do ⎛ ⎝ induzido, diminuindo assim seu valor e suas conseqüências. ⎜ φ = fmm n.I ⎞ = ⎟ Rel ℜ⎠ Caminho percorrido pelas linhas de fluxo da reação do induzido: INDUZIDO Æ AR Æ SAPATA DO POLO Æ AR Æ INDUZIDO N fmm reação do induzido rotação S O trecho da sapata polar dos pólos convencionais atravessado pelas linhas de fluxo da reação do induzido oferece uma determinada RELUTANCIA MAGNÉTICA. Os pólos FENDIDOS, RANHURADOS E VASADOS, pela sua construção, oferecerão um aumento da relutância magnética desse trecho, visando reduzir o fmm n.I ⎞ ⎛ = ⎟ Aumentando a fluxo magnético da reação do induzido. ⎜ φ = Rel ℜ⎠ ⎝ relutância, para o mesmo produto n.I , diminui o fluxo. O fluxo magnético dos pólos também será afetado (diminuído), mas de maneira muito pouco sensível, sendo desprezada esta redução. Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I POLO CONVENCIONAL POLO FENDIDO POLO RANHURADO POLO VASADO Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS 50 ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 51 • ELIMINAÇÃO DA REAÇÃO DO INDUZIDO A eliminação da reação do induzido será obtida através do Enrolamento de Compensação, que é realizado nas sapatas polares, aproveitando as ranhuras ou dutos vasados. Este enrolamento é atravessado pela corrente do induzido, e a quantidade de espiras é feita de modo que se garanta a relação: fmmreação do induzido = fmmenrolamento de compensação os sentidos de corrente devem ser opostos, de modo que as fmm´s em questão se anulem. enrolamento de compensação enrolamento do induzido Desta forma, se garante a ELIMINAÇÃO DA REAÇÃO DO INDUZIDO. NEM TODAS AS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTINUA SÃO CONSTRUIDAS COM O ENROLAMENTO DE COMPENSAÇÃO, E/OU COM OS DIPOSITIVOS PARA REALIZAR A DECALAGEM. ENTÃO, PARA ESTUDO GERAL DOS GERADORES DE CORRENTE CONTINUA SOB CARGA, A EXPRESSÃO DA TENSÃO TERMINAL DO GERADOR SERÁ: V =E t f(I exc , RI) −R I i i isto é, a FORÇA ELETROMOTRIZ produzida em uma maquina de corrente continua é função da corrente de excitação e da reação do induzido. Até o presente momento, se calculava E = bmn e m Volts e este valor chamado a de TENSÃO BRUTA PRODUZIDA permanecia constante, enquanto o fluxo e a rotação permanecessem constantes. A partir de agora, atentar para os efeitos da REAÇÃO DO INDUZIDO, que podem reduzir o fluxo resultante e reduzir a tensão bruta produzida. Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 52 SURGIMENTO DE TENSÃO NOS GERADORES DE CORRENTE CONTINUA EM VAZIO. 1. EXCITAÇÃO INDEPENDENTE Diagrama elétrico Característica Magnética E A ch1 Iexc + - bobinas shunt ou série fonte independente V Ri E Iexc nominal Eresidual Iexc 1.1. rotação nominal e constante 1.2. ch1 aberta 1.3. surge Eresidual 1.4. fecha a ch1, ajusta a fonte para Iexc1 que produz E1 1.5. variando a tensão da fonte, ajusta para Iexc2 que produz E2, e assim por diante, obtendo infinitos pontos de equilíbrio Iexc x E Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS 53 ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 2. AUTO EXCITAÇÃO 2.1. AUTO EXCITAÇÃO SHUNT – GERADOR SHUNT AUTO EXCITADO Diagrama elétrico Característica Magnética E ch1 resistência de controle Ri Iexc nominal Rsh Eresidual bobinas shunt Iexc 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. rotação nominal e constante ch1 aberta surge Eresidual fecha ch1 Æ Eresidual oferecido a (Rsh + Ri) Æ Rsh >> Ri Æ surge I exc1 = Eres Rsh Æ Rsh = E I exc (genericamente) 2.1.5. Rsh pode ser representada no mesmo gráfico da Característica Magnética 2.1.6. marca I exc1 = Eres Rsh Æ Iexc(1) x E1 (E1 > Eres), pois passou a corrente Iexc1 nas bobinas de campo shunt e produziu fluxo adicional, aumentando assim a tensão produzida. E1 2.1.7. R = I exc 2 Æ E2 sh E2 2.1.8. R = I exc 3 Æ E3 sh 2.1.9. e assim por diante até atingir o ponto de equilíbrio, no cruzamento da reta Rsh com a curva da Característica Magnética. Surgiu a tensão E com a corrente de excitação Iexc , sem a necessidade de uma fonte externa, mas precisando da tensão residual (magnetismo residual) Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS 54 ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I Através do ajuste de Rsh, controlamos Ish e controlamos a tensão bruta E produzida: Caracteristica Magnética Detalhes Rsh1 Æ Iexc1 ÆE1 E Iexc nominal Rsh2 > Rsh1 Ish2 < Ish1 E2 < E1 Rsh3 < Rsh1 Ish3 > Ish1 E3 > E1 Eresidual Iexc 2.2. AUTO EXCITAÇÃO SÉRIE – GERADOR SÉRIE AUTO EXCITADO Diagrama elétrico R'S bobinas série Característica Magnética E RD resistência de Ch2 controle (derivador) Ri Iexc nominal Eresidual Iexc 2.2.1. rotação nominal e constante 2.2.2. ch2 aberta 2.2.3. surge Eresidual 2.2.4. fecha ch2 2.2.5. permanece Eresidual pois o circuito está aberto, não passa corrente nas bobinas série, não ocorre aumento de fluxo nem de tensão bruta produzida. Não surge nenhuma tensão alem da tensão residual, estando o gerador série auto excitado em vazio. Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS 55 ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 2.3. AUTO EXCITAÇÃO MISTA – GERADOR MISTO AUTO EXCITADO 2.3.1. GERADOR MISTO AUTO EXCITADO EM SHUNT CURTO Diagrama elétrico R'S Ch1 Ri RD Ch2 Comentários O conjunto de bobinas série e derivador não atua, (circuito aberto), então o gerador misto em shunt curto tem um comportamento shunt. Rsh 2.3.2. GERADOR MISTO AUTO EXCITADO EM SHUNT LONGO Diagrama elétrico Comentários 2.3.2.1. rotação nominal e constante 2.3.2.2. ch1 e ch2 abertas 2.3.2.3. surge Eresidual 2.3.2.4. fecha ch1 Ri e R´s << Rsh Æ predomina Rsh, desprezase Ri e R´s Æ comportamento shunt 2.3.2.5. fecha ch2 R'S RD Ch2 Ch1 Ri Rsh R s' .R D Rs = ' < R s' ou R D Rs + RD Æ predomina Rsh, despreza-se Ri e Rs Æ comportamento shunt Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 56 EXEMPLO NUMÉRICO Espiras shunt = 5000 Æ Rsh = 240,0Ω Espiras série = 100 Æ R´s = 0,5Ω Ri = 0,8Ω Eres = 12,0 V “O GERADOR MISTO (em shunt curto ou em shunt longo) EM VAZIO COMPORTA-SE COMO SHUNT” Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro ANOTAÇÕES ADICIONAIS
