Em primeiro lugar, precisamos limitar o escopo da discussão para evitar que ela seja muito imprecisa. O gerador discutido aqui refere-se a um gerador síncrono CA trifásico, sem escovas, doravante denominado apenas "gerador".
Este tipo de gerador consiste em pelo menos três partes principais, que serão mencionadas na discussão a seguir:
Gerador principal, dividido em estator principal e rotor principal; O rotor principal fornece um campo magnético, e o estator principal gera eletricidade para alimentar a carga; Excitador, dividido em estator e rotor do excitador; O estator do excitador fornece um campo magnético, o rotor gera eletricidade e, após a retificação por um comutador rotativo, fornece energia ao rotor principal; O regulador automático de tensão (AVR) detecta a tensão de saída do gerador principal, controla a corrente da bobina do estator do excitador e atinge o objetivo de estabilizar a tensão de saída do estator principal.
Descrição do trabalho de estabilização de tensão do AVR
O objetivo operacional do AVR é manter uma tensão de saída do gerador estável, comumente conhecido como “estabilizador de tensão”.
Sua operação é aumentar a corrente do estator do excitatriz quando a tensão de saída do gerador for menor que o valor ajustado, o que equivale a aumentar a corrente de excitação do rotor principal, fazendo com que a tensão do gerador principal suba até o valor ajustado; Ao contrário, reduz a corrente de excitação e permite que a tensão diminua; Se a tensão de saída do gerador for igual ao valor ajustado, o AVR mantém a saída existente sem ajuste.
Além disso, de acordo com a relação de fase entre corrente e tensão, as cargas CA podem ser classificadas em três categorias:
Carga resistiva, onde a corrente está em fase com a tensão aplicada a ela; Carga indutiva, onde a fase da corrente está atrasada em relação à tensão; Carga capacitiva, onde a fase da corrente está adiantada em relação à tensão. Uma comparação das três características de carga nos ajuda a entender melhor as cargas capacitivas.
Para cargas resistivas, quanto maior a carga, maior a corrente de excitação necessária para o rotor principal (para estabilizar a tensão de saída do gerador).
Na discussão subsequente, usaremos a corrente de excitação necessária para cargas resistivas como padrão de referência, o que significa que as maiores são chamadas de maiores; nós as chamamos de menores.
Quando a carga do gerador é indutiva, o rotor principal exigirá uma corrente de excitação maior para que o gerador mantenha uma tensão de saída estável.
Carga capacitiva
Quando o gerador encontra uma carga capacitiva, a corrente de excitação exigida pelo rotor principal é menor, o que significa que a corrente de excitação deve ser reduzida para estabilizar a tensão de saída do gerador.
Por que isso aconteceu?
Ainda devemos lembrar que a corrente na carga capacitiva está à frente da tensão, e essas correntes de avanço (que fluem através do estator principal) gerarão uma corrente induzida no rotor principal, que por sua vez se sobrepõe positivamente à corrente de excitação, aumentando o campo magnético do rotor principal. Portanto, a corrente da excitatriz deve ser reduzida para manter uma tensão de saída estável do gerador.
Quanto maior a carga capacitiva, menor a saída do excitador. Quando a carga capacitiva aumenta até certo ponto, a saída do excitador deve ser reduzida a zero. A saída do excitador é zero, que é o limite do gerador. Nesse ponto, a tensão de saída do gerador não será autoestável, e este tipo de fonte de alimentação não é adequado. Essa limitação também é conhecida como "limitação de subexcitação".
O gerador só pode aceitar capacidade de carga limitada; (É claro que, para um gerador específico, também há limitações no tamanho das cargas resistivas ou indutivas.)
Se um projeto for afetado por cargas capacitivas, é possível optar por usar fontes de energia de TI com menor capacitância por quilowatt ou usar indutores para compensação. Não deixe o grupo gerador operar próximo à área de "limite de subexcitação".
Horário da publicação: 07/09/2023
