Geradores elétricos podem também serem de indução, podendo ser com rotor gaiola ou bobinados. Onde são aplicados atualmente? Qual a premissa básica para que maquinas de indução possam funcionar como gerador?

Passo 1

O enunciado pergunta sobre máquinas de indução (rotor gaiola ou bobinado) operando como geradores: onde elas são aplicadas hoje em dia e qual a condição básica para entrarem em modo gerador. Vamos abordar primeiro as aplicações práticas e depois a condição de operação em gerador.

Passo 2

As máquinas de indução funcionando como geradores são muito usadas em:
  • Pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e centrais de aproveitamento de baixa queda, devido ao baixo custo e à robustez.
  • Aerogeradores de pequena e média potência, principalmente em sistemas off-grid ou micro-geração, pois dispensam o controle complexo de excitação.
  • Sistemas de recuperação de energia de freio em veículos elétricos e trens, quando há a necessidade de devolver energia à rede ou a baterias.
  • Geração distribuída em instalações industriais que já possuem rede para alimentação reativa, simplificando o uso de capacitores de excitação.

Passo 3

Para que uma máquina de indução funcione como gerador, é preciso satisfazer duas condições básicas de teoria de máquinas síncronas e de indução:
  1. Velocidade de rotor acima da velocidade síncrona n_s. Isso implica slip s negativo, pois
s = \frac{n_s - n_r}{n_s}\quad\Longrightarrow\quad s<0\\ \Leftrightarrow\\ n_r>n_s.
  1. Fornecimento de potência reativa para magnetização do estator. Como a máquina de indução não possui excitação independente, ela precisa de corrente reativa vinda da rede ou de capacitores de banco, garantindo o fluxo magnético necessário para gerar tensão.

Resposta

As máquinas de indução como geradores estão encontrando uso em PCHs, pequenos aerogeradores, recuperação de energia de frenagem e geração distribuída industrial. A premissa básica é que o rotor gire acima da velocidade síncrona (slip negativo) e receba potência reativa externa para manter o campo magnético.

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