8.21 Como ocorre a geração inicial de tensão em um gerador CC em derivação durante a partida?
Passo 1
O enunciado pergunta como se inicia a geração de tensão em um gerador CC em derivação (“shunt”) no momento da partida. O conteúdo aqui é excitação própria (self-excitation) de um gerador CC, que depende da magnetização residual do circuito de campo e da realimentação positiva entre armadura e enrolamento de campo.
Passo 2
Antes de tudo, mesmo com o gerador parado ou sem excitação externa, existe sempre um pequeno fluxo residual no núcleo do indutor de campo, digamos
. Ao girar o rotor a velocidade angular
, esse fluxo residual produz uma tensão induzida inicial na armadura dada por
,
onde é uma constante que depende da construção do gerador.
onde
Passo 3
Essa tensão inicial
aparece nos terminais do gerador e, como o enrolamento de campo está ligado em derivação, parte dessa tensão circula pelo enrolamento de campo. Assim nasce uma corrente de campo inicial
,
com a resistência do circuito de campo.
com
Passo 4
O aumento de
eleva o fluxo magnético para
, o que gera uma nova tensão induzida maior
.
Essa tensão maior faz crescer ainda mais a corrente de campo, reforçando o fluxo e elevando novamente a tensão – é um processo de realimentação positiva que segue até atingir o equilíbrio estável, limitado pela saturação do núcleo e pelas resistências do circuito.
Essa tensão maior faz crescer ainda mais a corrente de campo, reforçando o fluxo e elevando novamente a tensão – é um processo de realimentação positiva que segue até atingir o equilíbrio estável, limitado pela saturação do núcleo e pelas resistências do circuito.
Passo 5
Quando
e
alcançam seu valor nominal, chega-se à tensão de operação do gerador em regime. Se não houver tensão residual suficiente (por exemplo, após longa parada), é preciso “flashear” o campo com uma bateria externa para reiniciar o processo de excitação.
Resposta
A geração inicial de tensão se dá a partir do fluxo residual no núcleo de campo, que induz uma pequena tensão na armadura. Essa tensão alimenta o enrolamento de campo em derivação, aumenta o fluxo magnético e, por realimentação positiva, eleva gradualmente a tensão até o valor de regime.