Materiais e Equipamentos em Sistemas de Baixa Tensão

Materiais e Equipamentos em Sistemas de Baixa Tensão

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Alternadores

Noções Sobre Alternadores

Todas as máquinas que geram corrente alternada são chamadas de alternadores.

Durante cinqüenta ou sessenta anos tem-se fabricado diferentes tipos de alternadores, quanto às suas formas e tamanhos que foram se modificando dentro da linha evolutiva do progresso industrial.

Atualmente se fabricam alternadores de dois tipos: o de pólos indutores salientes que é acoplado a um motor de baixa velocidade e o turbo-alternador de pólos indutores não salientes que é acoplado a uma turbina que gira a alta velocidade.

Os dois modelos são bastantes parecidos e possuem um induzido fixo e um indutor móvel.

Dá-se também à parte fixa de uma máquina de Corrente Alternada o nome de estator e à parte móvel o nome de rotor.

Alternadores com Indutor (rotor) de Pólos Salientes

É formado por um núcleo polar fixado na superfície de um volante de aço fundido.

Cada núcleo é envolvido com uma bobina fixada na sua parte superior por uma sapata polar constituindo o que chamamos de peças polares.

As bobinas são ligadas em série e tem seus terminais presos a anéis coletores, isolados e fixos ao eixo do indutor. Esses anéis permitem a sua excitação por uma fonte de corrente contínua.

As bobinas são ligadas alternadamente formando os pólos norte e sul nas peças polares.

Os pólos formados são sempre em números pares.

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O estator se compõe de um anel fixo onde são alojadas as bobinas que formam o enrolamento do induzido.

Esse anel é constituído de um empilhamento de chapas de aço silício isoladas entre si e que formam quando prensadas um bloco maciço. As bobinas que constituem o enrolamento, são encaixadas em ranhuras ou canais que podem ser fechados ou abertos situados na periferia interna do anel chamado estator.

Alternador com Indutor de Pólos não Salientes

É uma máquina de alta rotação própria para fornecer potências elevadas. Esse tipo de alternador, geralmente é acoplado a turbinas hidráulicas ou a vapor.

O indutor ou rotor é construído com diâmetro relativamente pequeno e grande comprimento para não sofrer as conseqüências da força centrífuga. O cilindro de aço maciço é formado pelo empilhamento de chapas prensadas e fixadas por processos diversos. Na periferia são abertos os canais onde se alojam as bobinas que, devidamente ligadas constituem o enrolamento.

Esses canais após receberem o enrolamento são fechados por talas de bronze fixadas por processo especial.

O induzido desse tipo de alternador pouco difere do de pólos salientes, existindo apenas pequenos espaços entre empilhamento das chapas para favorecer a ventilação do alternador.

Funcionamento do Alternador

A energia elétrica produzida no alternador se baseia no princípio de que todo condutor quando cortado por um campo magnético e desde que haja movimento relativo entre este campo magnético e o condutor é induzida nele uma força eletro-motriz (Lei de Faraday).

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Não há variação de fluxo não há tensão induzida

Há pequena variação de fluxo aparece uma pequena tensão

Máxima variação de fluxo máxima tensão induzida

A senoide ao lado representada, é o gráfico de uma f.e.m. alternada gerada numa rotação completa da bobina acima.

Se uma bobina rodar num campo magnético as variações de fluxo do pólo norte e do pólo sul sucedem-se na rotação, gerando na bobina uma f.e.m. alternada senoidal.

O alternador, conforme descrito anteriormente, para cumprir a sua finalidade (produzir energia elétrica) necessita, dentre outras, das partes seguintes: indutor, induzido, excitação e movimento.

O indutor é excitado por uma fonte de corrente contínua que cria um campo magnético polarizado no bobinado do indutor.

Esse indutor recebe em seu eixo um movimento de rotação que o faz agir dentro do induzido.

Com o movimento de rotação o campo magnético do indutor corta os enrolamentos do induzido fazendo gerar uma corrente elétrica alternada com característica trifásica, ou monofásica, conforme a construção do alternador.

A freqüência é determinada em função do número de pares de pólos e da velocidade angular. Sua medida é o ciclo por segundo, verificando-se a seguinte relação:

onde:

f = p x n

120 f = frequencia em ciclos/segundo ou Hertz (Hz) p = numero de polos n = velocidade angular, em r.p.m.

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As freqüências mais usadas no Brasil são de 50 Hz e 60 Hz. As indicações gerais de um alternador são:

1. Freqüência em ciclos por segundo; 2. Número de fases; 3. Potência aparente nominal, em voltampères ou múltiplos; 4. Tensão nominal, em volts ou múltiplos; 5. Corrente nominal em ampères ou múltiplos; 6. Velocidade angular em r.p.m; 7. Tipo de serviço; 8. Tensão e corrente da exicitatriz.

A variação da tensão pode ser efetuada variando o fluxo por intermédio da variação da tensão de excitação ou variando a velocidade da máquina motriz.

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Motor Síncrono Trifásico

Motor Síncrono Trifásico

O motor síncrono é constituído por um estator, ligado à rede de CA e um rotor, alimentado por c.c. No estator forma-se um campo girante, o qual arrasta em seu movimento o rotor, em virtude de nele se ter formado um campo magnético pela passagem da c.c. em seus enrolamentos como se vê na figura dada a seguir.

O motor síncrono trifásico tem um estator semelhante ao estator de um motor de indução trifásico; a diferença fundamental é que o rotor é equipado com pólos salientes, que são excitados em geral por c.c.

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