Gerador CC – Características e funcionamento

Você conhece o gerador de corrente contínua? Sabe quais são as suas principais características e como é o seu funcionamento? No artigo de hoje, o Mundo da Elétrica separou tudo o que você precisa saber sobre os geradores CC. Então, vamos lá pessoal!

Um gerador CC é uma máquina elétrica de corrente contínua, capaz de converter energia mecânica em energia elétrica, e que também pode ser chamado de Dínamo!

Funcionamento

Os geradores CC são máquinas CC usadas como geradores, e a sua principal diferença está no sentido do fluxo de potência, que é oposto ao fluxo dos motores CC.

Além disso, as partes constituintes dos geradores e dos motores de corrente contínua são basicamente as mesmas! Na imagem abaixo, é possível ver as partes constituintes de uma máquina CC convencional.

Partes principais dos geradores.

Componentes da máquina de corrente contínua.

As máquinas CC, tanto os geradores quanto os motores, são constituídas por duas partes, uma parte móvel que se chama rotor ou armadura e uma parte fixa, a que se dá o nome de estator ou campo.

Todos os geradores são acionados por uma fonte de potência mecânica, que usualmente é denominada de máquina motriz do gerador. Ela pode ser uma turbina a vapor, um motor a diesel ou até mesmo um motor elétrico.

Como a velocidade da máquina motriz afeta a tensão de saída de um gerador e as máquinas motrizes podem variar largamente em suas características de velocidade, costuma-se comparar a regulação de tensão e as características de saída entre diversos geradores, assumindo que as máquinas motrizes possuem velocidade constante.

Os geradores CC são fontes de tensão, em que:

Há cinco tipos principais de geradores CC, classificados de acordo com o modo de produção do fluxo de campo:

A cada uma das ligações acima dá-se o nome de excitação!

Gerador de corrente contínua tipo shunt

No enrolamento do gerador de corrente contínua tipo shunt, o enrolamento de campo é ligado em paralelo com o enrolamento da armadura. Uma parcela da corrente gerada na armadura é destinada à corrente de desmagnetização para criar o fluxo magnético.

O enrolamento shunt é construído a partir de muitas espiras de fio fino, e apresenta uma alta resistência. De acordo com a Lei de Ohm, temos que uma alta resistência resulta em baixa corrente!

Entretanto, como o enrolamento possui muitas espiras, tem-se um fluxo magnético alto e, consequentemente, um alto valor de tensão gerada!

Gerador de corrente contínua tipo série

No enrolamento do gerador de corrente contínua tipo série, o enrolamento de campo é ligado, como o próprio nome sugere, em série com o enrolamento da armadura.

O enrolamento série é construído a partir de poucas espiras de fio grosso, e possui baixa resistência, resultando em uma corrente alta, de acordo com a Lei de Ohm!

Esse tipo de gerador em sua forma pura não possui muita utilidade, já que ele não gera tensão nominal a vazio, bem como tende à aumentar as quedas internas quando está com sobrecarga, resultando na diminuição da tensão na carga.

Gerador de corrente contínua tipo composto

Utiliza combinações de enrolamentos de campo em série e paralelo (shunt), de forma a eliminar a queda de tensão excessiva associada à resistência de armadura e o efeito desmagnetizante da corrente de carga (reação de armadura).

O enrolamento de campo shunt representa o principal enrolamento, o qual é responsável pela produção da maior parte do fluxo magnético na máquina. Esse enrolamento possui muitas espiras, área de seção transversal baixa e conduz uma corrente bem menor que a da armadura (tipicamente 5%).

O enrolamento de campo série possui menos espiras, porém, com maior área de seção transversal e conduz a corrente de armadura.

Gerador de corrente contínua tipo independente

O gerador CC de excitação independente, apresenta como característica própria possuir o circuito de excitação totalmente independente do circuito de armadura.

Desta forma, a tensão de alimentação do circuito de campo deve ser estabelecida por uma fonte externa ao gerador, que pode ser uma bateria, ou um retificador por exemplo.

Ele é muito usado em máquinas de papel, extrusoras e fornos de cimento.

Aplicações dos geradores CC

Os geradores CC são bem raros nos sistemas modernos de potência. Mesmo os sistemas de potência CC, como os dos automóveis, usam agora geradores CC juntamente com retificadores para produzir potência CC.

Entretanto, nos últimos anos, eles tiveram um ressurgimento limitado como fontes de potência para torres isoladas de telefones celulares.

Atualmente, com o uso de inversores de frequência e transformadores, tornou-se fácil a manipulação da corrente alternada.

Como os geradores CA precisam de menos manutenção e são mais baratos que os geradores CC, eles têm sido os mais usados atualmente.

Os geradores CC podem ser encontrados em algumas hidrelétricas na geração de energia elétrica.

Vantagens e desvantagens

Os geradores CC possuem diversas vantagens, dentre elas podemos citar:

Entretanto, além das vantagens citadas acima, os motores possuem algumas desvantagens, tais como:

Para aprender ainda mais e acompanhar a construção de um gerador caseiro, assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica. Não se esqueça de se inscrever e deixar um gostei!

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