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Conversão de Energia I N5CV1
Prof. Dr. Cesar da Costa 5.a Aula: Gerador de Corrente Contínua (Parte 2)
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Geradores de Corrente Contínua
a) I=71,43A b) I=142,85A 2
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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. 3
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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. 4
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Formas de excitação 5
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Formas de excitação 6
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Formas de excitação 7
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Excitação composta 8
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Gerador CC com excitação independente
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Característica de magnetização
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Característica terminal
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Gerador CC shunt 15
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Circuito Equivalente EA – Tensão interna induzida VT – Tensão Terminal
IA – Corrente de Armadura IF – Corrente de Campo 16
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Circuito Equivalente Função de EA Função de EA Função de IF
é fixo: Máquina Primária : é função de IF Função de EA Função de EA Função de IF 17
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Objetivo: Encontrar VT para uma dada IA
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 : 18
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Sem carga: IA = 0 VT = EA Análise do Gerador – Com Carga
Ambas equações são satisfeitas no ponto de encontro das curvas EA x IF e VT x IF
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Análise do Gerador – Com Carga
VT EA Intersecção das Curvas – Ponto de Operação a Vazio IF
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Análise do Gerador – Com Carga
Aumento de Carga VT depende de EA e da queda da tensão em RA IF depende de VT EA depende de IF, logo depende de VT
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Sem reação da Armadura – Basta conhecer RAIA
Análise do Gerador – Com Carga Sem reação da Armadura – Basta conhecer RAIA VT EA IF
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Análise do Gerador – Com Carga
Com reação da Armadura VT EA Efeito desmagnetizante da corrente de armadura IF
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O processo de autoexcitação
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Característica terminal
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Gerador CC série 29
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Característica terminal
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Gerador CC composto 31
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Característica terminal
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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 35
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Conjugado. Eletromagnético:
Solução: Pot. Terminal: Pot. Eletromagnética: Conjugado. Eletromagnético: a) Corrente de armadura: 36
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Conjugado. Eletromagnético:
Solução: Pot. Terminal: Pot. Eletromagnética: Conjugado. Eletromagnético: b) Corrente de armadura: 37
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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. 38
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Assim, a tensão gerada é:
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: 39
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