Tutorial sobre alternador
Características: Os alternadores caracterizam-se pelo tamanho e peso reduzido
e pela capacidade de produzir corrente
elétrica em marcha lenta.
Constituição: Anel coletor,carcaça,
rotor de pólos,mancal,escova,ventilador,
enrolamento do estator e diodo.
Funcionamento: O princípio de funcionamento dos alternadores baseia-se no fato de que quando um condutor elétrico corta ou é cortado por linhas de forças de um campo magnético,é induzida uma tensão elétrica (FEM),isto é,uma força eletromotriz.A tensão gerada (FEM) é tanto maior, quanto mais forte for o campo magnético e maior o número de rotações.Para aumentar o efeito de indução,não se expõe ao campo magnético apenas um condutor,mas um grande número deles,os quais constituem o estator.No alternador,o enrolamento do estator se compõe de três bobinas.Em cada uma delas forma-se uma tensão alternada,que recebe o nome de "fase" (fases U.V.W).
Essa corrente alternada de três fases chama-se "corrente trifásica" que resulta num aproveitamento melhor do que o da corrente alternada de uma fase.
As três fases acham-se encadeadas entre si por meio de conexão estrela ou triângulo.
A corrente alternada,produzida no enrolamento do estator,tem que ser retificada,para que a bateria possa ser carregada.Isso é conseguido com auxílio de diodos semicondutores.Os diodos só permitem a passagem de corrente em um único sentido (a corrente só passa em direção contrária à flexa),bloqueando a passagem da corrente no sentido oposto.Atuam como retificador de corrente,transformando-a de alternada para corrente contínua.Nos sistemas elétricos dos veículos,empregam-se diodos positivos e negativos,que se diferenciam pelo fato de o material dos diodos estarem instalados em sentidos opostos.(veja fig.).
Os semiciclos negativos são eliminados e o resultado será uma corrente contínua pulsante.Para aproveitar os semiciclos de cada período,(retificação de onda completa)existem,para cada fase,um diodo no lado positivo e um diodo no lado negativo,formando um total de 6 (seis) diodos.Os semiciclos positivos das fases U,V,W passam pelos diodos positivos,ao passo que os semiciclos negativos passam pelos diodos negativos.Para que se possa entender melhor o fluxo da corrente que é retificado no interior do alternador pelos diodos,serão observados dois circuitos separadamente.Circuito de corrente de carga: No borne "D-" do alternador obtém-se a corrente para carregar a bateria e alimentar os consumidores elétricos do veículo.O percurso da corrente de carga e consumo é o seguinte: verifica-se,no referido instante,que a tensão na extremidade "U" do enrolamento é positivo,em "W",negativo e em "V" igual a zero (SEM TENSÃO).O percurso da corrente é o seguinte: extremidade do enrolamento "W",diodo negativo "W",borne do alternador "D-",massa,bateria (consumidor),borne do alternador "B+",diodo positivo "U",extremidade do enrolamento "U",e ponto neutro.Circuito de corrente de excitação: Esta corrente é usada para produção do campo magnético.É desviada do enrolamento do estator e retificada por três diodos de excitação especiais e três diodos de potência negativos.Tem o seguinte percurso: Extremidade do enrolamento "W" (negativa no momento em questão),o diodo correspondente negativo,borne do alternador "D-",enrolamento de excitação do alternador,borne do alternador"DF",borne do regulador "DF",borne do regulador "D+",borne do alternador "D+",diodo de excitação correspondente à fase "U",enrolamento "U" e ponto neutro.
Os alternadores normalmente são auto-exitantes.Isto significa que a corrente de excitação é obtida da própria máquina,visto ser desviada da corrente principal.
Para entender esta auto-excitação,é preciso saber o que significa magnetismo remanente ou remanência magnética.Ao ser desligada a corrente de um eletroímã,o respectivo campo magnético não desaparece por completo,pois um pequeno resto continua existindo no núcleo do ferro.
Quando o alternador for acionado pelo motor do veículo,o magnetismo remanente no núcleo de ferro provocará a formação de uma pequena tensão no enrolamento do alternador.
Essa pequena força eletromotriz,por sua vez,provocará a passagem de uma pequena corrente elétrica no circuito fechado do enrolamento de excitação,de maneira que o magnetismo remanente é acrescido de um pouco de eletromagnetismo,que reforça o campo de excitação.Em virtude do campo de excitação mais forte,resultará uma tensão gerada mais elevada.
O campo de magnetismo remanente do rotor produzirá uma tensão satisfatória somente com uma rotação elevada.Por isso,é necessária a pré-excitação do alternador na partida do motor.A maneira mais prática de produzir essa corrente de pré-excitação é a sob forma de corrente da bateria,através da lâmpada indicadora de carga.A corrente de pré-excitação terá o seguinte percurso: Pólo negativo da bateria,massa,enrolamento de excitação,borne DF do alternador,borne DF e D+ do regulador,lâmpada indicadora de carga,chave de ignição e partida e pólo positivo da bateria.
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