Por que a tecnologia do alternador influi no dimensionamento do gerador - Parte 2: as vantagens do sistema AREP.

Conforme vimos na primeira parte desta série de posts (Por que a tecnologia do alternador influi no dimensionamento do gerador), um dos principais fatores que provoca o superdimensionamento da capacidade de um gerador é a necessidade de uma corrente elevada de partida. No momento do acionamento, ocorrem picos de tensão que atingem todo o sistema elétrico do gerador. Tais picos não chegam a ser nocivos para os componentes do equipamento, à exceção do AVR.

O AVR exerce a regulagem da tensão de saída mantendo-a constante, mas ele próprio necessita de um sistema de alimentação e, por utilizar componentes eletrônicos mais sensíveis, pode ser facilmente afetado por picos de tensão, sendo desligado e, consequentemente, obrigando todo o gerador a cessar a operação.

É isto que acontece nos alternadores que possuem o sistema de excitação SHUNT, o mais simples e também de menor custo disponível no mercado. Este sistema utiliza a própria saída do alternador para alimentar o AVR.

Isso faz com que a possibilidade de queda do sistema exista não apenas no momento da partida, mas também em função de qualquer distorção de tensão que pode ocorrer naturalmente em qualquer rede elétrica, tais como surtos, harmônicas e transientes. Por isso, a tecnologia Shunt é adequada para aplicações mais simples e de baixo custo, onde a possibilidade de um corte abrupto de energia é aceitável, ou seja, não é recomendável para aplicações como hospitais e sistemas interligados a nobreaks, por exemplo. Além disso, ela exige que o dimensionamento do gerador seja maior, pois não suporta grandes sobrecargas e isso demanda maior capacidade para poder dar a partida.

Arquitetura SHUNT para sistemas de excitação em alternadores

Já as tecnologias AREP - Auxiliary Winding Regulation Excitation Principle (Princípio de Excitação por Regulagem de Bobinas Auxiliares) e PMG - Permanent Magnet Generator (Gerador de Imã Permanente) por outro lado, conseguem manter a alimentação do AVR em condições de até 300% de sobrecarga por até 10 segundos. Isto é suficiente para garantir o “extra” necessário para uma partida segura e confiável, com uma capacidade adequada para a carga de operação e nada mais. De um modo geral, quanto maior o porte da aplicação e mais crítica ela for, mais adequado são os sistemas AREP e PMG. O sistema PMG utiliza um pequeno gerador magnético como fonte de alimentação para o AVR, de forma que, esse fica isolado de perturbações na corrente principal.

Arquitetura PMG para sistemas de excitação em alternadores

Já no sistema AREP, existem duas fiações auxiliares independentes. A primeira funciona como no sistema SHUNT, mas a segunda garante que a alimentação do AVR seja suficiente para assegurar até 300% de carga por 10 segundos, o que é suficiente para evitar que problemas de qualidade de energia desliguem o sistema.

Arquitetura AREP para sistemas de excitação em alternadores

A aplicação dos alternadores com sistema de excitação AREP tem crescido muito nos últimos anos, pois eles possuem a vantagem adicional de proporcionar a mesma performance de um sistema PMG, porém, com custo reduzido tanto na aquisição, quanto na manutençãomanutenção, além de ter seu tamanho reduzido comparado ao sistema PMG, diminuindo assim o comprimento do grupo gerador. Ou seja, ao analisar o custo/benefício de geradores com alternador PMG versus SHUNT, não devemos nos deixar levar pelo provável preço mais baixo deste último. Mas no caso de uma comparação entre PMG e AREP, se a diferença de preço for significativa, podemos tranquilamente optar pelo AREP.

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