Gerador de Indução Isolado

Um gerador de indução isolado refere-se a uma máquina de indução capaz de operar como gerador independentemente, sem depender de um sistema de fornecimento de energia externo. Como ilustrado na figura a seguir, um banco de capacitores trifásico conectado em delta está ligado aos terminais da máquina. Este banco de capacitores serve para fornecer a excitação essencial para a máquina.

O fluxo residual dentro da máquina serve como a fonte inicial de excitação. Em casos onde não há fluxo residual, a máquina pode ser operada brevemente como um motor de indução para gerar o fluxo residual necessário. Um motor principal impulsiona o motor para funcionar ligeiramente acima da velocidade síncrona sob condições de carga nula. Consequentemente, uma pequena força eletromotriz (FEM) é induzida no estator, com sua frequência sendo proporcional à velocidade do rotor.

A tensão através do banco de capacitores trifásico induz uma corrente avançada no banco de capacitores. Esta corrente é quase equivalente à corrente atrasada alimentada de volta ao gerador.

O fluxo magnético gerado por esta corrente reforça o fluxo residual inicial, levando a um aumento no fluxo magnético total. Como resultado, a tensão na máquina aumenta. Este aumento de tensão provoca um aumento na corrente de excitação, que, por sua vez, eleva ainda mais a tensão nos terminais.

Neste ponto, os volt-ampères reativos demandados pelo gerador são equivalentes aos fornecidos pelo banco de capacitores trifásico conectado em delta. A frequência de operação depende da velocidade do rotor, e qualquer variação na carga tem impacto na velocidade de rotação do rotor. A tensão é predominantemente regulada pela reatância capacitiva na frequência de operação.

Uma desvantagem significativa de um gerador de indução isolado é que, quando enfrenta uma carga com fator de potência atrasado, a tensão cai abruptamente.

Este aumento de tensão persiste até que a curva de magnetização da máquina intercepte a curva de característica de tensão-corrente do banco de capacitores. O gráfico a seguir ilustra a curva de magnetização e a característica V-IC (Tensão-Corrente do Capacitor).