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DT-5 - Características e Especificações de Geradores<br />
7.10. DIAGRAMA DE CARGA<br />
Para se operar seguramente um gerador devemos<br />
conhecer os seus limites de operação. Estes limites<br />
podem ser determinados pela potência da máquina<br />
acionante, estabilidade de funcionamento, excitação<br />
do campo e limite térmico do gerador. Estas<br />
condições são todas analisadas através do diagrama<br />
de carga (fig. 7.10.2). Neste diagrama podemos<br />
analisar a área dentro do qual o gerador pode<br />
funcionar e então avaliar as condições de operação<br />
da máquina.<br />
A construção do diagrama não será abordada neste<br />
curso e, apenas com base nos diagramas obtidos,<br />
são tecidos comentários dos limites do gráfico.<br />
O limite da máquina acionante é definido pela<br />
potência útil entregue pelo gerador, e determinada<br />
pelo limite da máquina primária (linha F-D do<br />
gráfico).<br />
O limite de estabilidade é determinado pela curva<br />
B-C, onde é definida a máxima potência (ângulo de<br />
carga máxima δ da fig. 7.10.1).<br />
Com a redução da excitação (carga capacitiva<br />
descrito no item 2.3.c).<br />
Fig. 7.10.1 - Ângulo de carga máximo δ.<br />
Fig. 7.10.2 - Diagrama de Carga de Máquinas Síncronas (Curva de Capabilidade).<br />
Ao atingir a excitação zero teremos somente a<br />
potência que depende do conjugado de relutância,<br />
e a variação se faz com dobro do ângulo de carga δ<br />
(conforme descrito no item. 2.6.). Para excitação<br />
zero, o ângulo de carga seria 45º para a máxima<br />
potência. Este limite pode ser visto na curva A-B. O<br />
limite térmico da armadura é determinado pelas<br />
perdas no estator e a capacidade de ventilação da<br />
máquina. As perdas preponderantes são as joules,<br />
ocasionadas pela corrente de armadura (curva C-<br />
D). O limite térmico do rotor é determinado pela<br />
corrente de excitação, e ocorre na região de carga<br />
indutiva, onde serão necessárias fortes excitações<br />
(curva D-E).<br />
O gerador deverá ser capaz de operar com uma<br />
variação de + ou - 10% de tensão.<br />
A redução de tensão reduzirá a capacidade de<br />
fornecer potência reativa capacitiva, aquecerá o<br />
estator e aumentará o ângulo de carga. Por outro<br />
lado, o aumento da tensão provocará maior<br />
estabilidade (carga capacitiva), menor ângulo de<br />
potência, e maior aquecimento do enrolamento de<br />
excitação. Para uma utilização segura do gerador,<br />
todos os pontos de operação deverão estar na<br />
região interna do diagrama de carga, observando-se<br />
a máxima potência ativa e reativa. Podemos<br />
observar no gráfico que a maior limitação se<br />
encontra na região de cargas capacitivas. Estas<br />
porém não correspondem a condição de<br />
funcionamento.<br />
Os geradores de baixa tensão tem sua principal<br />
aplicação a alimentação de equipamentos<br />
industriais ou aplicações específicas como<br />
telecomunicações, onde teremos cargas<br />
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