Geradores de ímã permanente
Para algumas aplicações, o campo magnético do gerador pode ser fornecido por ímãs permanentes. A estrutura do rotor pode consistir em um anel de ferro magnético com ímãs montados em sua superfície. Um material magnético como neodímio-boro-ferro ou samário-cobalto pode fornecer uma densidade de fluxo magnético no entreferro comparável àquela produzida com enrolamentos de campo, usando uma profundidade radial do ímã de menos de 10 milímetros. Outros materiais magnéticos, como ferrite, podem ser usados, mas com uma redução considerável na densidade de fluxo do entreferro e um aumento correspondente nas dimensões do gerador.
Os geradores de ímã permanente são simples, pois não requerem nenhum sistema para o fornecimento de corrente de campo. Eles são altamente confiáveis. Eles não contêm, entretanto, nenhum meio de controlar a tensão de saída. Um exemplo típico de uso é com um turbina de vento onde a saída do gerador de tensão e frequência variáveis é fornecida a um sistema de energia por meio de um conversor de frequência eletrônico.
Geradores de indução
A indução máquina pode operar como um gerador se estiver conectado a uma rede de alimentação elétrica operando a uma voltagem e frequência substancialmente constantes. Se o torque for aplicado à máquina de indução por um motor principal, ela tenderá a girar um pouco mais rápido do que sua velocidade síncrona, que é igual a 120 f / p revoluções por minuto, onde f é a frequência de abastecimento e p é o número de pólos na máquina. Os condutores do rotor, movendo-se mais rápido do que o campo do entreferro, terão correntes induzidas que interagem com o campo magnético para produzir um torque com o qual equilibrar aquele aplicado pelo motor principal. Uma corrente do estator irá então fluir para a rede de alimentação fornecendo energia elétrica. A quantidade de potência fornecida é aproximadamente proporcional à diferença entre a velocidade do rotor e a velocidade do campo. Essa diferença é normalmente da ordem de 0,5 a 2 por cento da velocidade nominal com carga nominal.
Um gerador de indução normalmente não pode fornecer uma fonte de energia elétrica independente porque não contém uma fonte de seu próprio campo magnético. Geradores de indução autônomos podem, no entanto, operar com o auxílio de capacitores de carga apropriados.
Os geradores de indução são frequentemente preferidos aos geradores síncronos para pequenas centrais hidrelétricas porque eles não estão sujeitos à perda de sincronismo após transitório mudanças no sistema de energia.
Alternadores indutores
Um alternador indutor é um tipo especial de gerador síncrono no qual o campo e o enrolamento de saída estão no estator. No tipo de máquina homopolar, o fluxo magnético é produzido por corrente contínua em uma bobina de campo estacionária concêntrica com o eixo. No tipo heteropolar, as bobinas de campo estão em fendas no estator.
A tensão é gerada nos enrolamentos de saída por pulsações no fluxo nos dentes individuais do estator. Essas pulsações são produzidas pelo uso de um rotor dentado, o que faz com que a relutância do trajeto do ar do rotor para cada dente do estator varie periodicamente com a rotação.
Alternadores indutores são úteis como geradores de alta frequência. Eles também são úteis em situações que requerem alta confiabilidade, característica alcançada por não possuírem conexões elétricas com o rotor.
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