Característica de Regulação do Gerador de Corrente Contínua com Excitação em Derivação

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1 Experiênci I Crcterístic de egulção do Gerdor de Corrente Contínu com Excitção em Derivção 1. Introdução Neste ensio máquin de corrente contínu ANEL trblhrá como gerdor utoexcitdo, não sendo mis necessári um onte dicionl de corrente contínu pr tensão. Pr tnto, o mesmo enrolmento de cmpo que oi utilizdo ns Experiêncis I e será gor ligdo em prlelo com o enrolmento de rmdur. O objetivo deste ensio é tmbém o levntmento d curv d tensão terminl em unção d corrente de rmdur I que irá vrir em unção d crg conectd o gerdor (crcterístic de regulção). O circuito elétrico equivlente em regime permnente do gerdor de corrente contínu uto-excitdo com o cmpo em derivção é o mostrdo n Fig. 1. Fig. 1. Circuito elétrico equivlente do gerdor com excitção em derivção. A prtir do circuito elétrico cim pode-se deduzir que = I I = (1) = ω rl I I = ωrl I (2)

2 Anlisndo-se equção (2) pode-se consttr que vrição d tensão de rmdur com corrente de crg é mior gor do que vrição que ocorre com máquin independentemente excitd pois o termo ω rl tmbém diminui com o umento de I, ocorrendo um eeito csct. A Fig. 2 mostr o specto d curv de regulção do gerdor uto-excitdo em derivção. Nest mesm curv, em trço pontilhdo é presentd curv de regulção típic no cso d excitção independente. Fig. 2. Curv de regulção típic de um gerdor de corrente contínu com cmpo independentemente excitdo (em trcejdo) e com o cmpo em derivção (trço pleno). O processo de gerção d tensão de rmdur em um máquin uto-excitd pode ser compreendido prtir do seu circuito elétrico (Fig. 1). N condição de uncionmento à vzio (sem crg) corrente de rmdur I é nul e s equções de tensão dos circuitos elétricos de cmpo e rmdur escrevem-se = I (3) = ωrl I (4) Observ-se que equção (3) represent, no plno versus I, um ret pssndo pel origem com inclinção ngulr. Já equção (4) é crcterístic de mgnetizção à vzio do gerdor (como mostrd n Fig. 6 d Experiênci 4). Pr representr o eeito do luxo residul n tensão de rmdur vmos dicionr à equção (4) tensão residul que chmremos de que pssrá se escrever como seguir 1 = ω L I + (5) r 1 Tnto (3) qunto (5) representm o que se pss entre tensão de rmdur e corrente de cmpo. A Fig. 3 mostr representção gráic ds equções (3) e (5) e o processo de estbelecimento d tensão terminl.

3 Fig. 3. epresentção gráic ds equções (1) e (2) e processo de gerção de tensão de rmdur. Pr entender como tensão de rmdur evolui, prte-se d condição inicil em que corrente de cmpo é nul. Neste cso, crcterístic de mgnetizção (equção (5)) estbelece que tensão de rmdur é tensão residul, qui chmd de 1. Com este vlor de tensão, equção (3) (que é ret n Fig. 3) estbelece que existe um vlor I 1 de corrente de cmpo. Já, com I 1 n crcterístic de mgnetizção o vlor d tensão de rmdur vle gor 2. Com 2 n ret = I um novo vlor de corrente de cmpo I 2 é encontrdo. Se continurmos com este rciocínio veriicremos que o processo só pár no ponto em que crcterístic de mgnetizção intercept ret = I. Este processo de estbelecimento de tensão é chmdo de escorvmento e conorme será consttdo no procedimento experimentl demnd um certo tempo. N prátic, pr que outros vlores de tensão de rmdur possm ser estbelecidos crescentse, em série com o enrolmento de cmpo, um reostto de resistênci reostto que tem como unção permitir mudr inclinção d ret = ( + reostto) I. 2. Procedimento experimentl Novmente o cionmento mecânico do gerdor de corrente contínu será eito pelo motor síncrono de bricção ANEL que se encontr copldo mecnicmente o gerdor de corrente contínu. Esquems de ligção e explicção dos procedimentos de cionmento do motor síncrono orm ddos n Experiênci I e não serão repetidos qui. As crgs pr o gerdor de corrente contínu serão tmbém lâmpds.

4 1) Ligções do gerdor de corrente contínu Eetur s ligções conorme esquem de ligções presentdos ns Fig. 9 d Experiênci I (pr o motor síncrono) e n Fig. 4 bixo (pr o gerdor síncrono em crg). Fig. 4. Esquem de ligções do gerdor de corrente contínu. 2) Acionmento do motor síncrono ) Ligr o brrmento de corrente lternd. b) Grdtivmente plicr tensões triásics com o uxílio do rivolt té que sej lcnçd tensão nominl de 230 olts de linh. O motor síncrono prte ssíncronmente com o uxílio dos enrolmentos mortecedores presentes no rotor. c) etirr o curto circuito do enrolmento de cmpo. etirr o terminl A do descnso e colocá-lo sobre o terminl do cmpo que não estv conectdo (terminl 2). Ligr o brrmento de corrente contínu e, vrindo o reostto, injetr entre 0.4 A e 0.5 A de corrente contínu no enrolmento de cmpo. d) etirr o curto-circuito do mperímetro que está ligdo o esttor do motor.

5 3) Operção do gerdor e ensio em crg ) Inicilmente certiicr-se de que tods s lâmpds estejm desligds. b) Diminuir resistênci do reostto ligdo em série com o enrolmento de cmpo de mneir zer com que tensão de rmdur tinj seu vlor nominl que é de 220 olts. Observe que tensão não se estbelece de imedito durnte o processo de escorvmento conorme já dito cim. Se tensão diminuir o invés de umentr é necessário inverter o sentido de rotção do cionmento. Pr isto deve-se desligr tod bncd, trocr dus ses no vrivolt e reprtir o motor síncrono. c) Ligr um lâmpd e notr tensão e corrente de rmdur ( e I ). d) epetir o procedimento de ligr lâmpds, ms tentr pr que corrente de rmdur não ultrpsse 9 A que é corrente nominl do gerdor de corrente contínu. É muito importnte tmbém que corrente do motor síncrono sej constntemente veriicd. El não pode, em hipótese lgum, ultrpssr 5.1 A o que crretri perd de sincronismo d máquin. e) Pr desligr o gerdor deve-se reduzir corrente de excitção do cmpo umentndo resistênci do reostto. É importnte tmbém não se brir os interruptores que cionm s lâmpds sob tensão contínu pois isto dniic os interruptores. 4) Desligr o motor síncrono ) Curto-circuitr novmente o mperímetro ligdo em série com o esttor do motor. b) Com o reostto diminuir o mínimo corrente de cmpo do motor. c) Desligr botoeir do brrmento de corrente contínu. d) Curto-circuitr o enrolmento de cmpo do motor. e) Diminuir tensão plicd no esttor do motor com o rivolt. ) Desligr botoeir de corrente lternd. 5) Trçr curv de tensão de rmdur versus corrente de rmdur. eerêncis [1] N.Sdowski, Nots de Aul de EEL7201-Aspectos Construtivos e Análise de Máquins Elétrics, Florinópolis, Mio de [2] P. C. Kruse, O. Wsynczuk, S. D. Sudho, Anlysis o Electric Mchinery nd Drive Systems, IEEE Series on Power Engineering, Wiley Interscience, Pisctwy, 2002.

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