Como funciona um regulador de tensão?

 

Ricardo Figueiredo

No Artigo anterior vimos como funciona uma excitatriz estática e vimos também que seu funcionamento é idêntico a um  regulador de tensão para alternadores brushless sem PMG ou bobina auxiliar. Agora vamos ver como funcionam os reguladores de tensão com as tecnologias mais modernas utilizadas atualmente

Caso ainda não tenha lido o artigo anterior ao qual estou me referindo acesse o link a seguir: Como funciona uma excitatriz estática?

GRT7TH4/E - GRAMEYER

MX321 - DYV

,

Como funciona um regulador de tensão?

Devido a semelhança já citada com a excitatriz estática não falaremos de como funciona um regulador de tensão sem bobina auxiliar ou PMG. Vamos ver então os reguladores de tensão com as tecnologias mais atuais  e que são mais utilizados hoje em dia.

Regulador de Tensão com Bobina Auxiliar.

Para que compreendam este tópico recomendo que tenham lido este artigo que publiquei anteriormente: A evolução dos alternadores brushless. Neste artigo tratei dos alternadores brushless com tecnologia PMG e bobina auxiliar.

Atualmente a tecnologia de alternadores com bobina auxiliar tem sido a mais utilizada. Isto pelo fato de já representar um salto enorme de benefícios e possuir um custo bastante acessível de produção.

Mas..., e este regulador funciona como?

Vamos primeiro ver o diagrama de ligações abaixo:

De vermelho vemos as ligações da bobina auxiliar. Um lado desta bobina é conectado a uma das fases, geralmente a fase "T", e o outro lado vai ao regulador de tensão. A tensão gerada por esta bobina em série com a fase "T" é utilizada para alimentar a etapa de potência do regulador de tensão.

A tensão da bobina auxiliar é induzida a partir do campo principal do alternador, entretanto os alternadores mais novos têm utilizado um ímã permanente para esta indução, fato este que aproxima ainda mais os resultados desta tecnologia aos resultados dos alternadores a PMG.

Veremos o funcionamento do regulador de tensão com bobina auxiliar no diagrama em blocos abaixo:

O que são estas etapas?

Vamos analisar o diagrama acima etapa por etapa:

A primeira diferença que vemos é que a coleta da tensão de da armadura é utilizada apenas para medição. A tensão da bobina auxiliar é utilizada para alimentar a etapa de potência. Isto garante a independência destas duas etapas garantindo o aumento da eficiência da máquina na partida de motores elétricos e curto-circuito, como vimos no artigo que citei no início.

Retificação: Retifica a tensão coletada para que o amplificador de erro posso efetuar a medição.

Amplificador de erro: Efetua a comparação da tensão medida com a tensão de referência. Se a tensão medida for superior é enviado um comando para a etapa de potência reduzir a corrente de excitação. O inverso é verdadeiro quando a tensão medida é inferior a tensão de referência.

Escorvamento: O circuito de escorvamento é composto de um diodo e um relé com um contato NF (Normalmente Fechado) em série. No início quando o alternador começa a gerar a tensão produzida pelo magnetismo residual é coletada, retificada pelo diodo  e, antes que seja injetada no campo, passa pelo contato NF do relé. A partir daí essa tensão vai aumentando até atingir o valor nominal e,quando isto ocorre, o contato NF do relé abre e a excitação fica por conta da etapa de potência e o amplificador de erro.

Etapa de Potência: Esta etapa é composta por diodos e tiristores com capacidade de condução de corrente muito inferior a que seria necessária nos alternadores com escovas. Aqui, a tensão da bobina auxiliar, é retificada e adequada e aplicada ao campo auxiliar do alternador.

Então, é desta forma que o regulador de tensão para alternadores com bobina auxiliar funciona.

Vale citar que já existem alternadores com tecnologia de bobina auxiliar que utilizam um ímã permanente para induzir tensão na bobina auxiliar tornando esta mais eficiente para partida de motores, curto-circuito e escorvamento.

Regulador de tensão com PMG.

Abaixo veremos um diagrama esquemático de como é ligado um regulador de tensão em um alternador com PMG.

Como falamos no artigo anterior, o alternador brushless com tecnologia PMG é composto por três alternadores: Alternador principal, Alternador auxiliar e o PMG.

E o seu funcionamento?

O funcionamento do regulador a PMG é bastante semelhante ao com bobina auxiliar, verão abaixo em seu diagrama em blocos esta semelhança.

Vejam como é semelhante e, por isto, farei a explicação apenas do que diferem estas tecnologias:

• Forma construtiva: A maneira com que o alternador a PMG é construído garante a total independência da alimentação do campo. Enquanto a bobina auxiliar é montada nas ranhuras do alternador principal o PMG é construído e montado em uma parte saliente posterior ao alternador, conforme mostramos na figura a seguir:

• O PMG fornece uma tensão trifásica, enquanto a a bobina auxiliar fornece uma tensão monofásica.
• Conforme já falamos, a tensão fornecida pelo PMG é completamente independente da tensão da armadura diferente mente da bobina auxiliar que fica em série com uma das fases do alternador principal.

Mas em fim, quem é melhor?

No caso isto depende, do mesmo modo em que a total independência do sistema PMG nos traz alguns benefícios, esta tecnologia possui maiores custos e isto precisa ser avaliado. Existem situações que a tecnologia de bobina auxiliar ja nos atende e, se possui um custo mais baixo, esta deverá ser a melhor. Em outros casos precisaremos da tecnologia PMG para garantir eficiência e, neste caso, esta será a melhor tecnologia a ser adotada.

E no futuro?

Com a evolução dos processos produtivos, a tecnologia PMG tenderá a se igualar em custos a tecnologia de bobina auxiliar e, quando isto ocorrer, será natural a escolha desta última como a tecnologia padrão a ser adotada no mercado.

Chegamos ao fim de mais um artigo. Espero que tenham aproveitado e gostado.

Vejam nossos artigos anteriores, caso não tenham lido ainda:

Abertura do Blog Mundo dos Geradores: Quem é Ricardo Figueiredo?

O que é um grupo Gerador? Quais suas aplicações?

KW ou KVA, o que utilizar para a potência de um grupo gerador?

Regimes de Funcionamento de Grupos Geradores.

Como funciona um alternador (gerador de corrente alternada)?

Como funciona um alternador sem escovas (brushless)?

A evolução dos alternadores brushless.

Como funciona uma excitatriz estática?

Visite nosso Canal no Youtube: Mundo dos Geradores

Na página inicial temos um botão para vocês seguirem o nosso blog. Cliquem nele para serem avisados sempre que houver um novo post.