Gerador cc

Gerador de Corrente Contínua

É um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, em energia elétrica. O tipo mais comum do gerador de corrente contínua é o dínamo, depende da indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica, a lei básica de indução eletromagnética é baseada na Lei de Faraday de indução combinada com a Lei de Ampere.

Princípio de Funcionamento

        O tipo mais simples de gerador elétrico consiste em um ímã permanente em ferradura, Norte e Sul, e um condutor AB. Quando se move alternadamente para cima e para baixo o condutor AB, de modo que corte as linhas de força que passam de Norte a Sul, no referido condutor irá gerar uma f.e.m. que dará origem a uma corrente elétrica em um circuito fechado.

        O sentido da f.e.m. no condutor AB pode ser determinado pela regra da mão direita. A f.e.m. se inverte quando o sentido do movimento do condutor, de modo que a corrente circulará primeiramente em um sentido e a seguir em outro: é a chamada corrente alternada.

        Para invertemos essa situação e conseguimos gerar corrente contínua, isto é, uma corrente que circule sempre no mesmo sentido, para isso utilizarmos o Anel de Gramme, os pólos apresentam uma cavidade, como mostra a figura, e, concêntrico com as faces polares, coloca-se um núcleo de ferro, em forma de anel, para diminuir a relutância do circuito magnético. Os diversos condutores montados sobre este núcleo, giram com ele e cortam as linhas de força que passam de Norte para Sul, de modo que nestes condutores são gerados f.e.m.s., cujos sentidos, determinados pela regra da mão direita, se acham indicados na figura. Para um instante determinado.

        Os condutores só ligam agora entre si, como indicado na figura formando uma hélice sem fim. Visto que as linhas de forças passam através do núcleo de ferro, como indica a figura, em vez de atravessarem o espaço central de ar que fica dentro do núcleo, os condutores interiores não cortam nenhuma linha, de modo que somente nos condutores que se encontram em frente às faces polares (condutores ativos), é que são geradas f.e.ms., note-se que estas f.e.ms. tendem a enviar correntes por ambos os lados do enrolamento são opostas entre si. Porém quando coloca-se escovas fixas BB, de modo que efetuem um contato elétrico permanente com o enrolamento e se liguem a um circuito externo circulará uma corrente no circuito(metade em cada um dos lados do enrolamento).

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[pic 4]

Partes Constituintes

        Construção multipolar: como dito anteriormente em um gerador simples a corrente que circula no circuito é soma de duas correntes de mesmo valor do enrolamento; se ao invés de usarmos uma máquina bipolar, utilizarmos mais pólos a corrente se divide em mais percursos de modo que o núcleo diminua grandemente.

        Ao utilizarmos a construção com mais pólos economizarmos material, porém a custa de um aumento de mão-de-obra devido ao maior número de peças que teremos que construir e manusear. O número de pólos é escolhido pelo projetista para obter a máquina mais barata que funcione satisfatoriamente.

        Induzido: a figura mostra o tipo de construção geralmente adotado para máquinas pequenas, o núcleo do induzido se constrói de chapas finas de aço laminado, separados entre si por comandos de verniz. As bobinas do induzido estão alojados em ranhuras, das quais são isoladas por  papel algodão e mica.

        O núcleo é dividido em seções mediante separadores, de modo que o ar passa a circular livremente por toda a máquina, mantendo-a fria. As chapas do núcleo e os separadores das bobinas, presos por braçadeiras de chapas em forma de leque. As bobinas ficam sujeitas contra estes suportes por meio de cintas de aço.

        Os condutores têm seção retangular, de modo a não perder nenhum espaço, porém os enrolamentos das máquinas pequenas se fazem com fio cilindro, porque a seção retangular não é adequada para condutores muito pequenos, especialmente quando o número de condutores da cada ranhura é grande.

       

     

Gerador Shunt:

        

 

        [pic 5]

Este tipo de gerador utiliza um resistor em paralelo com a armadura do gerador, comumente chamado de resistor “shunt”.

        A tensão gerada nos terminais diminui quando a corrente fornecida pela máquina aumenta pelas razões seguintes:

1º - O fluxo por pólo se reduz devido à reação do induzido.

2º - A queda de tensão no induzido Ia.Ra é consumida na própria máquina.

3º - A corrente excitadora If é igual à Et/Rf, sendo Rf a resistência constante do circuito de excitação. De modo que quando a tensão nos terminais diminui, a corrente excitadora também diminui e faz com que a tensão caia ainda mais. Devido a este efeito, a tensão nos terminais de um gerador com carga será menor quando  a máquina tem excitação “shunt” que quando está excitada independente, desde que os dois casos sejam projetados para gerar o mesmo valor de tensão sem carga.

        Outras características a serem consideradas:

- A f.e.m. cresce até se estabilizar limitada pela saturação do campo magnético e pelo valor do reostato de campo.

[pic 6]

- Para controlar o valor de tensão gerada basta alteramos o valor do reostato de campo.

 - A bobina de campo possui espiras de fio fino, com resistência ôhmica alta e corrente excitação alta.

Gerador série:

[pic 7]

Este tipo de gerador é caracterizado por conter a bobina de campo em série com a armadura, por causa disso a corrente é a mesma na carga e na excitaçãoQuando a carga não está ligada, a tensão nos terminais é devida unicamente ao magnetismo residual existente.

Os geradores série foram usados antigamente com geradores de corrente constante, para o funcionamento de lâmpadas de arco em série. A tensão nos terminais e consequentemente a corrente podem ser ajustadas com a adição de um reostato em paralelo com a bobina de campo. Os geradores série podem ser utilizados como elevadores de tensão. Para ser utilizado de tal maneira, o gerador série deve ser acoplado em série com a carga que se deseja.

Gerador composto:

[pic 8]

Este tipo de gerador se caracteriza pelo fato de ser semelhante ao gerador shunt, porém o mesmo compensa a queda de tensão interna através de um indutor em série com a armadura. . Para melhor visualização podemos entender como a associação de um gerador shunt com um gerador série.