maquinas eletricas

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MÁQUINAS ELETRICAS
UNIDADE II
GERADORES CA
ALTERNADORES
	Os geradores de corrente alternada também são chamados de alternadores. Praticamente toda a energia elétrica consumida nas residências e indústrias é fornecida pelos alternadores das usinas que produzem eletricidade. Um alternador simples é formado por um campo magnético forte e constante; condutores que giram através do campo magnético; e alguma forma de se manter uma ligação contínua dos condutores à medida que eles giram. O campo magnético é produzido pela corrente que flui pela bobina de campo estacionário ou estator. A excitação para a bobina de campo é fornecida por uma bateria ou qualquer outra fonte cc.
A armadura, ou o rotor, gira dentro do campo magnético. Para uma única espira em volta do rotor, cada extremidade é ligada a anéis coletores separados, isolados do eixo. Cada vez que o rotor gira se completa uma rotação, processa-se um ciclo completo de corrente alternada. Na prática, um alternador contém várias centenas de espiras enroladas nas fendas do rotor. Duas escovas são pressionadas através de molas contra os anéis coletores de modo a manter uma ligação contínua entre a corrente alternada induzida no rotor ou na bobina da armadura e os circuitos externos.
	O pequeno gerador ca geralmente tem um campo estacionário e uma armadura giratória. Uma desvantagem é que os contatos entre o anel de contato e a escova estão em série com a carga. Se essas partes se gastarem ou ficarem sujas, o fluxo de corrente pode ser interrompido. Entretanto, se a excitação do campo for ligada ao rotor, as espiras anteriormente estacionárias terão corrente alternada induzida passando por elas. Pode-se ligar uma carga através dessas bobinas da armadura sem ser necessário nenhum contato móvel no circuito. A excitação do campo é fornecida ao campo giratório através dos anéis de contato e das escovas. Uma outra vantagem desse campo rotativo e do gerador de armadura estacionária está na grande facilidade de se isolar os campos do estator, comparada com a isolação de bobinas de campo rotativo. Como são freqüentemente geradas tensões altas, da ordem de 18.000 a 20.000 V, esta alta tensão não precisa ser trazida até os anéis de contato e as escovas, mas pode ser levada diretamente para o mecanismo de chaveamento através de condutores isolados da armadura estacionária.
	A quantidade de tensão gerada por um gerador ca depende da intensidade do campo e da velocidade do rotor. Como a maioria dos geradores funciona com velocidade constante, a quantidade de fem produzida depende da excitação do campo.
	A freqüência da fem gerada depende do número dos pólos do campo e da velocidade de funcionamento do gerador, ou
f = pn
 120
onde 
f = freqüência da tensão gerada, Hz
p = número total de pólos
n = velocidade do rotor, rotações por minuto (rpm)
	A regulação de um gerador ca é o aumento porcentual na tensão do terminal à medida que a carga vai sendo reduzida da corrente especificada para carga máxima até zero, mantendo-se a velocidade e a excitação constantes, ou
Regulação de tensão = tensão sem carga – tensão com carga máxima
				tensão com carga máxima
	A regulação de tensão é geralmente uma função externa do alternador
GERADORES EM PARALELO
	A maioria das usinas elétricas possui vários geradores ca funcionando em paralelo a fim de aumentar a potência disponível. Antes de dois geradores serem ligados em paralelo é preciso que suas tensões nos terminais sejam iguais, suas tensões estejam em fase e suas freqüências sejam iguais. Quando forem atingidas estas condições, os dois geradores estarão funcionando em sincronismo. A operação de se colocar os geradores em sincronismo chama-se sincronização.
ESPECIFICAÇÕES
	Os dados da plaqueta de identificação de um gerador ca típico incluem o nome do fabricante, a série e o número do tipo; rotação (rpm), número de pólos, freqüência da saída, número de fases e tensão máxima fornecida; especificação da capacidade em quilovoltamperes e em quilowatts para um fator de potência específico e uma tensão máxima de saída; aumento máximo de temperatura.
Exemplo:
	Westinghouse
	Gerador ca refrigerado a ar Nº 6750616 Tipo ATB
3.600 RPM
	2 pólos 60 Hz 3 fases ligação em estrela para
13.800 volts
	Especificação 15.625 KVA 12.500 kW 0,80 FP excitador
250 volts
	Armadura 654 amp campo 183 amp
	Garantia de que a temperatura não excederá
600 C na armadura pelo detetor
800 C no campo pela resistência
 Dados da plaqueta de identificação para um gerdaor ca típico
PERDAS E EFICIÊNCIA
	As perdas de um gerador ca são análogas às do gerador cc e incluem as perdas no cobre da armadura, perdas no cobre da excitação de campo e perdas mecânicas.
	A eficiência (Ef) é a razão entre a potência útil de saída e a potência total de entrada.
Ef. = saída
 Entrada
Questionário
01 – Um gerador de corrente alternada girando a 1800 RPM para gerar uma frequência de 60 Hz, quantos pólos são necessários ?
Resp:
02 – Um gerador de corrente alternada girando a 3600 RPM para gerar uma frequência de 60 Hz, quantos pólos são necessários ?
Resp:
03 – Qual a velocidade necessária para um gerador gerar 100 Hz, com 12 pólos ?
Resp:
04 – Cite três condições básicas de paralelismo de gerador CA.
Resp: