GERADORES SÍNCRONOS SEM ESCOVAS OU COM EXCITAÇÃO ESTÁTICA

A desejável e bem sucedida expansão das energias eólica e solar, esbarra com a dificuldade de armazenamento de energia e por isso, embora a produção de energia desses energéticos seja crescente, a necessidade de novas instalações de energias estocáveis não deve se reduzir.
Além de novas instalações de Usinas Hidroelétricas e Térmicas, a recuperação de usinas antigas deve se acelerar. O foco, portanto, deve contemplar a) a aquisição otimizada de geradores novos e b) a adequação de geradores antigos.
Os novos geradores devem atender cada vez mais as exigências dos sistemas elétricos com relação principalmente à estabilidade e por isso o sistema de excitação deve oferecer a melhor resposta a grandes blocos de carga e curto-circuito acidentais. A manutenção da corrente durante o curto deve garantir o atendimento às exigências do sistema de proteção. Para os grandes geradores, o atual estado de arte permite concluir pela escolha de sistemas de excitação estática, mas as excitações rotativas, tipo sem escovas, com reguladores de tensão e excitadores rotativos com grande voltagem de teto (ceiling voltage), podem acelerar a resposta elevando-a aos níveis da Excitação Estática. A eliminação das escovas e anéis reduzem significativamente o nível de manutenção, mas a impossibilidade de voltagem de teto negativa pode limitar a aplicação.
Os geradores antigos são providos por excitação rotativa: gerador de corrente contínua acionado pelo eixo principal. Resposta lenta e manutenção frequente aumentam o tempo parado. A troca da excitação é efetuada por sistema estático. A manutenção da corrente de curto circuito, se necessária, pode ser obtida pela compoundagem. A voltagem de teto negativa pode ser preservada neste sistema.
Protótipos tem mostrado a viabilidade de instalar os tiristores acoplados ao eixo sendo o controle do ângulo de condução efetuado por acoplamentos óticos, preservando-se o tempo de resposta das excitações estáticas e a reduzida manutenção dos sistemas sem escovas.
Há que se ressaltar que em geradores até 25 /30MVA a excitação rotativa tipo sem escovas (brushles) é prevalecente.
Palavras chaves: Geradores Síncronos, excitação sem escovas ou estática, tempos de resposta, reatância subtransitória, reatância transitória, voltagem de teto.