Característica do Gerador DC com Excitação Separada

Definição de Gerador DC Separadamente Excitado

Um gerador DC separadamente excitado é definido como um gerador DC cuja bobina de campo é alimentada por uma fonte externa.

Característica Magnética ou em Circuito Aberto

A curva que fornece a relação entre a corrente de campo (If) e a tensão gerada (E0) no armadura sem carga é chamada de característica magnética ou em circuito aberto de um gerador DC. O gráfico desta curva é praticamente o mesmo para todos os tipos de geradores, sejam eles separadamente excitados ou auto-excitados. Esta curva também é conhecida como curva de saturação em circuito aberto do gerador DC.

A figura mostra como a f.e.m. gerada varia com a corrente de campo em diferentes velocidades fixas do armadura sem qualquer carga. Velocidades constantes mais altas resultam em uma curva mais íngreme. Mesmo quando a corrente de campo é zero, o magnetismo residual nos polos produz uma pequena f.e.m. inicial (OA).

Consideremos um gerador DC separadamente excitado fornecendo sua tensão sem carga E0 para uma corrente de campo constante. Se não houver reação do armadura e queda de tensão no armadura da máquina, a tensão permanecerá constante. Portanto, se plotarmos a tensão nominal no eixo Y e a corrente de carga no eixo X, a curva será uma linha reta e paralela ao eixo X, conforme mostrado na figura abaixo. Aqui, a linha AB indica a tensão sem carga (E0).

Quando o gerador está sob carga, a tensão cai devido a duas principais razões-

• Devido à reação do armadura,

• Devido à queda ohmica (IaRa).

 Curva Característica Interna

A curva característica interna de um gerador DC separadamente excitado é criada subtraindo as quedas de reação do armadura da tensão sem carga. Esta curva mostra a tensão gerada real (Eg), que diminui ligeiramente com a corrente de carga. A linha AC no diagrama representa esta curva, também conhecida como a característica total de um gerador DC separadamente excitado.

Curva Característica Externa

A curva característica interna de um gerador DC separadamente excitado é criada subtraindo as quedas de reação do armadura da tensão sem carga. Esta curva mostra a tensão gerada real (Eg), que diminui ligeiramente com a corrente de carga. A linha AC no diagrama representa esta curva, também conhecida como a característica total de um gerador DC separadamente excitado.

A característica externa do gerador DC separadamente excitado é obtida subtraindo as quedas devidas às perdas ohmicas (Ia Ra) no armadura da tensão gerada (Eg).

Tensão terminal (V) = Eg – Ia Ra.

Esta curva fornece a relação entre a tensão terminal (V) e a corrente de carga. A curva característica externa está abaixo da curva característica interna. Na figura abaixo, a linha AD indica a mudança na tensão terminal (V) com o aumento da corrente de carga. Pode-se ver na figura que, quando a corrente de carga aumenta, a tensão terminal diminui ligeiramente. Esta diminuição na tensão terminal pode ser facilmente mantida aumentando a corrente de campo e, assim, aumentando a tensão gerada. Portanto, podemos obter uma tensão terminal constante.

Vantagens e Desvantagens

Geradores DC separadamente excitados fornecem operação estável e uma ampla faixa de tensão, mas são caros devido à necessidade de uma fonte de energia externa.