Gerador CC

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Gerador de Corrente contínua 
Disciplina: Acionamentos de 
máquinas I 
Professora: Lívia 
 
Introdução 
 
 
 
 
 
 
• Eixo direto: linha central dos pólos 
• Eixo em quadratura: 90º do eixo dos pólos. 
Introdução 
• Tensão induzida 
  ´KEa a
PZ
K



2
´
Introdução 
• Comutação 
Introdução 
• Tensão induzida 
–A tensão induzida na armadura depende: 
• Da corrente de excitação ( ) 
• Da rotação () 
• Da construção da máquina ( K´) 
ff IK 
Introdução 
• Tensão induzida 
 
 
 
– Logo: 
rad/s rpm 







2
60
n
nKEa  ´´
a
PZ
K



60
´´
Tensão induzida x corrente de campo 
 
 ff IK 
nKEa  ´´ nIKKE ffa  ´´
Conjugado eletromagnético 
 
 
 
 
 
 
liBF mm 
rliBC m 
aIKC  ´ a
PZ
K



2
´
Conjugado eletromagnético 
• O conjugado depende: 
 
– Da corrente de excitação ( ) 
– Da corrente de armadura (Ia) 
– Da construção da máquina ( K´) 
 
 
ff IK 
• Potência (gerador ideal a vazio) 
mecelet PP 
mmecaaaa TiEiV 
Efeito da reação de armadura 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se o aumento do fluxo na segunda metade do pólo for igual à redução 
 na primeira metade, nenhuma redução líquida do fluxo ocorre. 
 
Se o aumento do fluxo na segunda metade for menor que a redução na 
primeira, ocorre uma desmagnetização;. 
 
 
TIPOS DE LIGAÇÃO (MODOS DE 
EXCITAÇÃO) PARA GERADORES CC 
Operação do gerador CC 
 
Tipos de conexões 
• Excitação independente 
Controle da corrente de campo 
Independente da armadura 
Necessidade de um fonte cc 
extra para o campo 
• Gerador cc auto-excitado 
• Para que o escorvamento ocorra: 
• O magnetismo residual precisa 
estar presente no ferro da 
máquina ; 
• A Fmm do enrolamento de campo 
deve atuar para ajudar o fluxo 
residual; 
• A resistência total do circuito de 
campo deve ser menor que o 
valor crítico. 
 
 
 
Tipos de conexões 
• Excitação paralela (shunt ou em derivação) 
Não há necessidade de uma 
fonte cc para o campo. 
A corrente de campo depende 
da armadura. 
O controle da corrente de 
campo é feito por um resistor, 
que leva a perdas de potência 
faL III 
motor 
Lfa III 
gerador 
• Gerador cc com excitação paralela 
Tipos de conexões 
• Excitação série 
O enrolamento de campo deve 
ser dimensionado para suportar 
A corrente de armadura. 
 
Raramente empregada como 
gerador. 
faL III 
asaaat IRIREV 
asaata IRIRVE 
motor 
gerador 
• Gerador cc com excitação série 
• Gerador cc com excitação série 
– Conjugado é função quadrática da corrente, uma 
vez que o fluxo é praticamente proporcional à 
corrente de armadura; 
– Conjugado elevado em baixa rotação; 
– Potência constante; 
– Velocidade extremamente elevada quando o 
motor é descarregado, por isso não se recomenda 
utilizar transmissões por meio de polias e correias. 
Tipos de conexões 
• Excitação composta 
Shunt longo (cumulativo) 
Shunt curto (diferencial) 
• Gerador cc com excitação composta cumulativa 
 
– As Fmms induzidas pelos enrolamentos série e 
paralelo se somam; 
 
– Dependendo do número de espiras no enrolamento 
série, temos: 
• Hipercomposto; 
• Composto normal; 
• Hipocomposto. 
 
 
• Gerador cc com excitação composta diferencial 
 
– A FMM total é a diferença entre a FMM induzida 
pelo campo shunt e a induzida pelo campo série. 
 
Características de operação 
 • Geradores 
Exemplo 
• Considere um gerador shunt de 176 KW 440 V 1800 RPM 
e com os seguintes parâmetros: 
 Ra=0,04W Rf=200W R ajsérie=45W 
• Desconsidere perdas por reação de armadura e a não-
linearidade do ferro. 
a) Se este gerador deve alimentar uma carga sob tensão de 
380V em que velocidade (aproximadamente) deve ser 
acionado? Obs: considerar Ea = Va. 
b) Calcular as correntes de carga, campo e armadura se o 
gerador alimentar uma carga resistiva de 30W, sob uma 
tensão de 380V. Obs: desconsiderar as reatâncias. 
c) Para as condições do item (b), determinar a tensão induzida 
para que a tensão terminal seja de 380V. 
d) Calcular o rendimento do gerador para as mesmas 
condições. 
 
Exemplo 
• Considere um gerador shunt de 176 KW 440 V 1800 
RPM e com os seguintes parâmetros: 
 Ra=0,04W Rf=50W R ajsérie= ? 
 
 
 
 Se com uma velocidade de 1800 rpm a vazio, temos 
Ea = 450 V, determine: 
 - a resistência de ajuste em série com o campo para 
que em 1650 rpm e a vazio, VL seja igual a 410V. 
 
Curva de magnetização em vazio 
Máquinas CC de ímã permanente 
 
 
 
• Não há dissipação de potência na criação do 
campo; 
• Há possibilidade de desmagnetização do ímã. 
 
Enrolamento de 
campo 
Ímã 
permanente 
Máquinas CC de ímã permanente 
 
Reação transversal de armadura 
 
Comutação 
• Gerador: o comutador é um retificador 
 
• Motor: o comutador é um inversor 
Comutação 
 
Comutação 
• Comutação linear ou ideal( circuito resistivo) 
Comutação 
• F.e.m. de auto-indução 
 
Como circuito é indutivo-resistivo, 
surge uma f.e.m que se opõe à 
variação da corrente . 
 
Comutação 
• F.e.m. de auto-indução 
– Forma-se um arco elétrico ou faiscamento. 
 
Comutação 
 
 
 
 
 
 
 
Trepidação das escovas 
Desgaste não-uniforme do comutador 
Não-linearidade da corrente de armadura 
Faiscamento 
Corrosão e desgaste das escovas 
e do comutador 


Interpólos 
• Para resolver o problema causado pela f.e.m 
de auto indução, deve-se induzir uma tensão 
igual e oposta a ela. 
• Os interpólos produzem campo na linha 
neutra magnética e eliminam a f.e.m de auto-
indução 
• São ligados em série com a armadura. 
• Alto custo. 
Interpólos 
 
Enrolamentos de compensação 
• Utilizado para compensar (neutralizar) a 
reação da fmm de armadura; 
• Enrolamentos encaixados em ranhuras na face 
polar; 
• Apresentam polaridade oposta à do 
enrolamento de armadura adjacente; 
• Alto custo. 
 
Enrolamentos de compensação e 
interpólos 
 
Exercícios 
• Fitzgerald - 7.4 
• Del Toro - 7.1; 7.7; 7.8; 7.13; 7.16; 7.20