Aula 19 270508
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7/25/2019 Aula 19 270508
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Mquina de Corrente Contnua
Tipos de excitao de campo
Escorvamento de tensoCaractersticas externas do gerador cc
Reao de armadura
Exerccios
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Tipos de excitao de campo
Enrolamentos de armadura
No rotor da mquina
Imbricada (aula !"
#ndulada (aula !"
Enrolamentos de campo
No estator da mquina
Excitao Independente (aula !"
$%unt
$&rie
Composta
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'a excitao independente para a excitao s%unt
Tipos de excitao de campo
)erador CC s%unt (derivao"*
+uando a excitao & produ,ida por um enrolamento de campo conectado
atrav&s de toda (ou quase toda" a tenso produ,ida entre as escovas daarmadura- o gerador CC & c%amado de gerador s%unt
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Tipos de excitao de campo
3 circuitos em paralelo:
Vf= Va= Vl
Relaes de corrente:
a= f! l
f= Vf" Rf
Tenso de sada na armadura:
Va= #$% aRa
)erador CC s%unt (derivao"*
Circuito el&trico do gerador cc s%unt
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Tipos de excitao de campo
& resist'ncia Rainclui:
a( & pr)pria resist'ncia do
enrolamento de armadura e
*( a resist'ncia dos
enrolamentos de compensao
+*s: so enrolamentos li$ados
em s,rie-
)erador CC s%unt (derivao"*
Circuito el&trico do gerador cc s%unt
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Tipos de excitao de campo
+uando a excitao & produ,ida por um enrolamento de campo ligado em
s&rie com a armadura- de modo que o .luxo produ,ido & .uno da corrente da
armadura e da carga- o gerador CC & c%amado de gerador s&rie
# campo s&rie & excitado apenas quando a carga & ligada completando o
circuito
Como o enrolamento deve suportar toda a corrente da armadura- &
construdo com poucas espiras de .io grosso
)erador CC s&rie*
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Tipos de excitao de campo
3 circuitos em s,rie:
f= a= l
Tenso da sada na armadura:
Va= #$ . a/Ra! Rf(
)erador CC s&rie*
Circuito el&trico do gerador cc s&rie
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Tipos de excitao de campo
/ estrutura do campo estacionrio & constituda de um enrolamento de campo
s%unt e um enrolamento de campo s&rie disposto sobre o enrolamento do campo
s%unt 0 para .ins de mel%or dissipao de calor
)erador CC composto*
/ excitao composta & .eita com enrolamento s&rie e outro em paralelo #s
.luxos dos dois enrolamentos podem se somar no entre.erro (composta/'ITI1/" ou se subtrair (composta $23TR/TI1/" 4or outro lado- visto dos
terminais da mquina- o enrolamento de campo s&rie pode estar depois do
enrolamento paralelo (composta 5#N)/" ou antes (composta C2RT/" /s
equa6es em regime permanente de cada um destes modelos podem ser
.acilmente obtidas a partir dos seus respectivos diagramas
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Tipos de excitao de campo
)erador CC composto conexo s%unt longa*
Circuito el&trico do gerador cccomposto longo
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Tipos de excitao de campo
)erador CC composto conexo s%unt curta*
Circuito el&trico do gerador cccomposto curto
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#xerccio
" (7oso8- pg 9:"2m gerador s%unt- ;:< 1- :< =>- possui uma resist?ncia de
campo de :< @ e uma resist?ncia de armadura de
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#scor0amento da tenso
/s tr?s condi6es necessrias
para que ocorra o processo de
E$C#R1/FENT#*
a" 'eve existir um .luxo residual
b"/ .mm do enrolamento de
campo deve atuar para aGudar o
.luxo residual
c"/ resist?ncia total do circuito
de campo deve ser in.erior ao
Hvalor crtico
/utoJexcitao do gerador s%unt*
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#scor0amento da tenso
Considere tr?s di.erentes valores de
resist?ncia de campo* R- R;e RK
4ara di.erentes valores de Rcampo- o
cru,amento entre a reta da
resist?ncia de campo e a curva
caracterstica do gerador em va,io
se dar num ponto di.erente+uanto maior .or o valor de R-
maior ser a inclinao da reta de
resist?ncia de campo / tenso se
estabili,a no ponto de cru,amento
das duas retas
/nalise da resist?ncia do circuito de campo*
R1 R2 R3
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#scor0amento da tenso
$e esta resist?ncia .or
demasiadamente elevada de modoque a reta da resist?ncia de campo
apenas tangencie a curva
caracterstica em va,io (R"- ento
a tenso em va,io permanecer-
praticamente- a mesma que a
produ,ida pelo magnetismoresidual Neste caso a mquina no
escorvar
/nalise da resist?ncia do circuito de campo*
R1 R2 R3
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/ caracterstica externa de um gerador cc & representada por um
gr.ico da tenso terminal versus corrente de carga- para uma
velocidade constante
Caractersticas externas do $erador cc
/ caracterstica externa de um gerador cc com excitao independente e
s%unt autoJexcitado est mostrada a .igura do prLximo slide
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Caractersticas externas do $erador cc
Excitao Independente
Excitao s%unt
Com o propLsito de comparao-cada modo (excitao independente
e s%unt autoJexcitado" &
considerado como aGustado de
.orma que a tenso terminal em
va,io & a mesmaM
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Caractersticas externas do $erador cc
Excitao Independente
Excitao s%unt
+uando a corrente de carga &
aumentada at& o seu valor nominal-ocorre uma queda na tenso
terminal- com a situao sendo mais
pronunciada para a conexo s%unt
do que para o modo de excitao
independente
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'uas causas*
a queda de tenso na
resist?ncia do circuito de
armadura
a reao de armadura
Excitao Independente*
Caractersticas externas do $erador cc
/s causas da queda de tenso so*
Excitao $%unt*
Tr?s causas:
a queda de tenso na resist'ncia do
circuito de armadura
a reao de armadura
redu a corrente de campo4 que
redu o fluxo no entreferro4 queredu a tenso $erada
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Caractersticas externas do $erador cc
2m gerador cc que est equipado com um enrolamento de campo s&rie-
al&m do campo s%unt- pode ser proGetado para se opor aos e.eitos que
causam as quedas de tenso
ornecendo ao campo s&rie uma quantidade correta de espiras &
possvel neutrali,ar exatamente os tr?s e.eitos que .a,em a tenso
terminal decrescer com a corrente de carga +uando isso acontece- di,Jse
que o gerador opera com excitao composta plana
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Caractersticas externas do $erador cc
$e o gerador cc .or proGetado para ter um nOmero de espiras in.erior ao
nOmero necessrio para se ter um composto plano- o gerador opera com
excitao subcomposta Nesse caso apenas uma compensao parcial da
queda de tenso (em relao ao modo s%unt" & obtida
$e o gerador cc .or proGetado para ter um nOmero de espiras superior
ao nOmero necessrio para se ter um composto plano- o gerador opera
com excitao supercomposta Essa & uma caracterstica deseGvel
quando longas redes de alimentao so usadas
$obre a conexo composta subtrativa* pior casoM
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Caractersticas externas do $erador cc
Va
Vn
an
supercompostacomposta plana
su*composta
s5unt
su*trati0a
6ual operaoapresenta mel5or
re$ulao de
tenso7
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Caractersticas externas do $erador cc
/ caracterstica principal do gerador CC s&rie & que a corrente de carga
& igual a corrente de campo Em va,io- portanto- no %averia .luxo no
campo nem tenso nos terminais do gerador 4odeJse considerar que
%aGa um .luxo residual na mquina- neste caso- quando a mquina .oracionada na sua velocidade nominal %aver uma pequena tenso nos
seus terminais # aumento da carga provocar um aumento na corrente
de campo que & responsvel pelo .luxo- assim a caracterstica de tenso
em .uno da corrente de armadura (de carga ou de campo" do gerador
CC s&rie ser muito parecida com a sua curva de magneti,ao Note
que depois do seu valor nominal- o aumento da corrente no provoca
aumento no .luxo devido a saturao e os e.eitos de queda de tenso
devido Ps resist?ncias e a reao da armadura se acentua .a,endo com
que a tenso terminal diminua com a corrente #bservaJse que um
gerador com esta caracterstica sL deve ser usado em condi6es muito
particulares
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Caractersticas externas do $erador cc
Va
Vn
an
$erador cc s,rie
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Reao de armadura
+uando o gerador CC gira a va,io- nen%uma corrente circula pelo
circuito da armadura Nessa situao o .luxo magn&tico no entre.erro da
mquina & estabelecido somente pela corrente de campo
+uando % corrente no circuito da armadura- essa corrente possui o seu
prLprio campo magn&tico que interage com o .luxo estabelecido pela
corrente de campo
/ssim de.iniJse reao de armadura como sendo uma distoro do .luxomagn&tico no entre.erro da mquina devido ao campo magn&tico gerado
pela corrente que circula nos enrolamentos da armadura
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Reao de armadura
Esta distoro do .luxo causa problemas operacionais da mquina-
redu, o .luxo no entre.erro e conseqQentemente a tenso gerada
# que deve ser .eito para evitar a reao de armadura* usamJse
enrolamentos de compensao- que se locali,am no estator da mquina e
esto ligados em s&rie com o circuito da armadura
4roblema* o uso dos enrolamentos de compensao eleva o preo da
mquina- por essa ra,o ele & usado em mquinas de grande capacidade
ou em aplica6es onde % mudana abrupta de corrente na armadura
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Reao de armadura
# e.eito da reao de armadura & considerado como um aGuste no valor
da corrente de campo*
I.(e.etivo"A I.(real"0 I.(R/"
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#xerccio
;" ('el Toro- pg ;!K"2m gerador CC s%unt de < =>- ;:< 1- opera em
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#xerccio
c" # rendimento
d" / regulao de tenso- saiba que a tenso a va,io & igual a ;! 1
Resp* A !S
Resp* R1 A 9-;
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#xerccio
K" ('el Toro- pg ;99" 2m gerador CC conexo s%unt longa- : e :
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Curiosidade
#n0iada por: Mat5eus /Mecatr8nica(
&ssunto: C)di$o 6R
5ttp:""999denso.9a0ecom"qrcode"a*outqr.e5tml
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#xerccios Complementares
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#xerccios
a" o valor da resist?ncia de drenagem para a carga nominal Resp* RdA
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#xerccios
:" (E3U pg ;:S"2m gerador em derivao (s%unt" tem uma resist?ncia no
circuito da armadura de
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;i*lio$rafia