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   2

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

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

Formas de excitação 5

Formas de excitação 6

Formas de excitação 7

Excitação composta 8

Gerador CC com excitação independente 9

Característica de magnetização 10

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Característica terminal 12

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Gerador CC shunt 15

Circuito Equivalente EA – Tensão interna induzida VT – Tensão Terminal IA – Corrente de Armadura IF – Corrente de Campo 16

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

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

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

Análise do Gerador – Com Carga VT EA Intersecção das Curvas – Ponto de Operação a Vazio IF

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

Sem reação da Armadura – Basta conhecer RAIA Análise do Gerador – Com Carga Sem reação da Armadura – Basta conhecer RAIA VT EA IF

Análise do Gerador – Com Carga Com reação da Armadura VT EA Efeito desmagnetizante da corrente de armadura IF

O processo de autoexcitação 24

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Característica terminal 27

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Gerador CC série 29

Característica terminal 30

Gerador CC composto 31

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Característica terminal 33

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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

Conjugado. Eletromagnético: Solução: Pot. Terminal:   Pot. Eletromagnética:   Conjugado. Eletromagnético:   a)   Corrente de armadura:   36

Conjugado. Eletromagnético: Solução: Pot. Terminal:   Pot. Eletromagnética:   Conjugado. Eletromagnético:   b)   Corrente de armadura:   37

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

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