ALTERNADOR PARA GERADORES

ATENÇÃO: A fim de evitar acidentes, por favor, leia atentamente as instruções de operação antes de utilizar este produto. Por favor, conserve este manual para referência futura.

“As imagens contidas neste manual são meramente ilustrativas" bem como algumas informações que podem variar de acordo com o seu modelo. Diante das constantes atualizações em nossos produtos. Nos reservamos o direito de alterar este sem seu aviso prévio.

MANUAL DE INSTRUÇÕES

INSTRUÇÕES PARA

OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

Alternador

A QUALIDADE EXCELENTE DO ALTERNADOR Sem Escova

Dados Principais do Gerador Síncrono Trifásico Sem Escova BC

Tensão Nominal: 400V,660V

Frequência Nominal: 50HZ ou 60HZ

Velocidade Nominal: 1500r/min ou 1800 r/min

Fator de Potência: 0,8 (em retardo)

Estilo de Funcionamento: contínuo

Estilo de Excitador: sem escova, autoexcitador, autoradiador

Classe de Isolamento: Classe H

Sistema Regulador de Tensão: Regulagem automática RTA

Classe de Proteção: Ip22

Índice de Regulagem de Tensão Estável: +0,5%

Índice de Regulagem de Frequência Transiente: +15%

Índice de Regulagem de Frequência Estável: <3S

Corrente Excedente: 3-5le > 5S

Capacidade de Sobrecarga: 1,5le>2min

O invólucro externo é laminado e modelado por chapa de aço, conferindo a ele, portanto, um volume reduzido, radiação de calor acelerada e alta potência.

Estruturas com um ou dois mancais com boa concentricidade são oferecidas.

Diagrama Estrutural do Alternador Sem Escova BC

ÍNDICE 1. Introdução Resumida1.1. Desempenho Técnico ......................................................................................................... (1) 1.2. Princípio de Funcionamento ............................................................................................... (1)

2. Diagrama de Conexão do Alternador e Seleção da Conexão de Tensão2.1. Diagrama de Conexão do Alternador de RTA WSR31 ....................................................... (2) 2.2. Ligação Estrela em Série de 400V/450V ............................................................................ (3) 2.3. Ligação Estrela em Paralelo de 200V/225V ........................................................................ (3) 2.4. Ligação Triângulo em Série de 230V/260V ......................................................................... (3) 2.5. Conexão de Saída Monofásica ........................................................................................... (3)

3. Função e Ajuste do Regulador de Tensão Automático (RTA)3.1. Dados Elétricos do RTA ...................................................................................................... (4) 3.2. Seleção de Configuração dos Terminais ............................................................................ (4) 3.3. Ajuste de Estabilidade......................................................................................................... (5) 3.4. Definição de Queda de Tensão quando a Frequência estiver Excessivamente Reduzida devido a Carga Aplicada Abruptamente .................................................................................... (5) 3.5. Ajuste de ajustador de erros quando alternadores estiverem funcionando em paralelo ..... (5)

4. Reparo e Manutenção4.1. Teste da Resistência de Isolamento do Enrolamento ......................................................... (6) 4.2. Inspeção do Mancal e Solução de Problemas .................................................................... (6) 4.3. Problemas do Alternador e Soluções .................................................................................. (6)

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CAPÍTULO UM Introdução Resumida

1.1. Desempenho técnico

O alternador serial BC é um alternador de corrente alternada (AC) de regulagem de tensão sem escova, autoexcitador e automático que funciona de acordo com a norma estadual da China Gb755-2000, a norma internacional IEC34-1, V.D.E.0530, Parte III da Bs5000 e demais normas internacionais.

Desempenho mecânico

- base da estrutura em aço;Estrutura de mancal duplo [...];Classe H para uso terrestre ou alternadoresmarítimos é a IP23, a qual pode impedirgotejamento de água.Com um ângulo inferior a 60° com a direçãovertical para o gotejamento no alternador pararesultar em danos;- O alternador de mancal único adota embreagemde placa de múltiplos tamanhos, a qual facilita aconexão com o volante de vários tipos de motor;- O rolamento de esferas vedado é adotado paraque não seja necessária a adição de graxa.

Desempenho elétrico

- Classe de isolamento H;- Todos os enrolamentos do estator do alternadorsão enrolados em espaçamentos de 2/3, portanto,o harmônico triplo é efetivamente eliminado;- O índice de regulagem da tensão estável é de+0,5%.

1.2. Princípio de Funcionamento

Quando o alternador é acionado, o estator do alternador gera certa tensão magnética residual. Após obter a tensão magnética

residual do estator, o regulador de tensão automático envia uma corrente de excitação até o estator do excitador; em seguida, o rotor do excitador gera corrente alternada trifásica, a qual é retificada para corrente contínua pelo retificador giratório e é enviada até o enrolamento de excitação do rotor do alternador, aumentando, assim, o campo do rotor do alternador e, ainda, a tensão do estator do alternador é elevada. O curso construído com a tensão mantém-se em circulação contínua, para que o alternador possa gerar de modo estável a tensão nominal em um período de tempo consideravelmente menor.

O alternador é ideal para locais onde a temperatura máxima do ambiente seja de 40 °C e a elevação seja de 100m em declive.

Caso a temperatura máxima do ambiente exceda 40 °C e a elevação seja superior a 100m, também é possível aplicar o alternador, porém a potência nominal deverá ser reduzida em referência à potência nominal e às condições do ambiente, consulte o manual de amostra QFW.

Retificador giratório

Estator do excitador

Regulador de tensão automático (RTA)

Estator do alternador

Rotor do alternador

Rotor do excitador

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CAPÍTULO DOIS Diagrama de Conexão do Alternador de RTA WSR31

Retificador giratório

Estator do excitador

Rotor Principal

Enrolamento do Estator Terminais de

Saída Corrente Mútua-Indutor para Regulagem de Erro (Opcional)

Rotor do excitador

Rotor Principal

Potenciômetro de Regulagem de Tensão

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CONEXÃO DE TERMINAIS DE SAÍDA

Ligação Estrela em Série

(sistema trifásico de 4 linhas)

Terminais de Saída (U,V,W,N)

Tensão de Saída (L-L)

400V/50HZ

450V/60HZ

Ligação Estrela em Paralelo

(sistema trifásico de 4 linhas)

Terminais de Saída (U,V,W,N)

Tensão de Saída (L-L)

200V/50HZ

225V/60HZ

[Ligação Triângulo em Série

(sistema trifásico de 4 linhas)

Terminais de Saída (U,V,W,N)

Tensão de Saída (L-L)

230V/50HZ

260V/60HZ

Ligação em Formato Ziguezague em Paralelo

(sistema trifásico de 4 linhas)

Terminais de Saída (U,V,W,N)

Tensão de Saída (L-L)

220V/50HZ

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CAPÍTULO TRÊS

Função e Ajuste do Regulador de Tensão Automático (RTA)

3.1. Dados Elétricos do RTA

3.1.1. Entrada Tensão de Entrada – 170V~250V (AV máx.) Frequência – 50~60 (universal) Número de Fases – monofásico Número de Linhas – 2

3.1.2. Saida Tensão de Saída – quando a tensão de entrada estiver AC 207V, a tensão máx. de saída em DC pode ser de 90V A corrente contínua de saída é de 4A e a permissível é de 6A, a corrente instantânea pode chegar a 10 segundos Resistência de Excitação mín. de 15 Ω

3.1.3. Resistor Externo Conectado Valor do Resistor Externo Conectado – 10k Ω Índice de Definição de Tensão - >10%

3.1.4. Mútuo – Indutor (funcionando em paralelo) Capacidade de C.T. – 2,5 VA

Corrente de Bobina Secundária – 1A

3.1.5. Definição de Proteção de Baixa Frequência Ponto de Proteção Definido – 95% da frequência nominal

3.1.6. Ambiente de Funcionamento Vibração – 20~100HZ 50mm/seg Humidade Relativa – 0~60 °C 95% Temperatura Operacional - -40~+70 °C Temperatura de Armazenamento - -55~+80 °C

3.2. Seleção de Função do RTA do WSR 31

É necessário verificar as seguintes ligações elétricas, de modo a assegurar a operação normal do conjunto do alternador: Seleção de Terminais de Frequência: Operação abaixo de 50HZ com Conexão C-50 Operação abaixo de 60HZ com Conexão C-60 Seleção de Terminais de Estabilidade: WH30~WH70 com conexão A-C WH80~WH180 com conexão B-C

Conexão quando a Excitação é Interrompida Conexão entre K1-K2

Conexão entre K1-K2 em Operação Normal

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3.3. Regulagem de Estabilidade

Quando o alternador estiver em operação, se for considerado que a tensão está instável, é necessário redefinir a estabilidade do RTA.

1. Coloque o alternador em funcionamento sem cargapara confirmar se a velocidade é a correta e estáestável.

2. Gire o potenciômetro de “Regulagem deEstabilidade” em sentido horário até o fim; em seguida,gire em sentido anti-horário lentamente até que atensão do alternador comece a oscilar.

A configuração correta é girar um pouco em sentido horário dessa posição (significando que a tensão do alternador está estável, mas está consideravelmente próxima da área instável).

3.4. Definição de queda de tensão quando a frequência estiver excessivamente reduzida devido a carga aplicada abruptamente

O RTA possui circuito de proteção de baixa velocidade e sua curva característica de tensão-frequência (Hz) é a seguinte:

O potenciômetro de controle UFRO é ajustado na posição de “ponto de inclinação”.

Os sintomas quando a configuração estiver inadequada são os seguintes: a) um LED acima do potenciômetro de controle UFRO sempre acende abaixo da carga; b) o índice de regulagem de tensão está reduzido abaixoda carga, ou seja, o alternador está funcionando nalinha de inclinação da curva característica nestemomento.Gire em sentido horário para reduzir a frequência doponto de inclinação e o LED será apagado. O melhorponto de definição é aquele em que a frequência éinferior ao índice normal, ou seja, frequência de 50Hzdo alternador é de 47Hz, enquanto a frequência de60Hz do alternador é de 57Hz, será apagada a lâmpadade indicação.

3.5. Ajuste de ajustador de erros quando alternadores estiverem funcionando em paralelo

É muito importante entender os pontos de atenção de operação em paralelo para instalação e definir o ajustador de erros. Quando o alternador funciona em

Conexão para Inspeção Bifásica

Seleção de Potência

ou Estabilidade de Regulagem

Proteção de Baixa Frequência

(Conexão de Módulo de Inspeção Trifásica) Seleção de

Frequência Lâmpada de Indicação

Conexão VAr/Controlador PF

Conexão Mútuo de Corrente-Indutor

Máquinas de Apara Regulagem ou Máquinas

Regulagem de Tensão

Ponto de Inclinação

Frequência

Tensão

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paralelo com outros alternadores ou com a rede, o requisito mais básico é que o alternador deve ter a mesma ordem de fases com a de outros alternadores em paralelo ou com a rede. Além disso, as condições a seguir devem ser atendidas.

1. As frequências devem ser idênticas (pequenos errosestão permitidos).2. As tensões devem ser idênticas (pequenos errosestão permitidos).3. Os ângulos de fases das tensões devem seridênticos (pequenos erros estão permitidos).

Para atender às condições mencionadas acima, vários tipos de métodos variando desde o teste síncrono simples de lâmpada até o indicador síncrono totalmente automático podem ser utilizados.

Os alternadores podem ser totalmente operados em paralelo. Para garantir uma operação estável, os enrolamentos de pleno amortecimento são equipados em todos os rotores.

O ajustador de erros consiste de duas partes: um mútuo de corrente-indutor e um RTA.

Os passos de instalação são os seguintes:

1. Desconecte os condutores do estator principal W5 doterminal, conecte o mútuo de corrente-indutor em sérieentre o terminal e W5.

2. Conecte diretamente os condutores S1 e S2 no ladosecundário do mútuo de corrente-indicador à linha determinal S1 e S2 do RTA.

Os passos para definição do ajustador de erros são os seguintes:

1. Coloque o alternador em funcionamento nafrequência nominal e defina a tensão sem carga para ovalor nominal.

2. Aplique carga e ajuste a corrente nominal e o fatorde potência para 0.8.

3. Gire o potenciômetro de regulagem de erro no paineldo RTA em sentido horário e defina a tensão doalternador para 98% do valor nominal para fazê-looperar segundo as melhores características deregulagem de erro de tensão.

Nota 1. Conecte S1 e S2 do mútuo de corrente-indutor de modo inverso para fazer com que a tensão do alternador suba quando houver aumento da carga. Se o caso ocorrer, conecte inversamente dois condutoresdo mútuo de corrente-indutor, a tensão do alternadorpode ser reduzida quando houver aumento da carga.

Nota 2. Quando o alternador tiver de ser operador de modo individual, desconecte dois condutores S1 e S2 do mútuo de corrente-indutor do RTA e conecte-os rapidamente, isso poderá garantir ±0,5% do índice de regulagem de tensão estável do alternador.

CAPÍTULO QUATRO Reparo e Manutenção

Caso o conjunto do alternador seja utilizado como fonte de alimentação sobressalente ou não utilizado por um longo período de tempo, deve-se verificar o isolamento dos enrolamentos e mancais com regularidade.

4.1. Teste da Resistência de Isolamento do Enrolamento

A condição do enrolamento pode ser determinada pela medição de sua resistência de isolamento. Normalmente, esta pode ser medida por medidor de 500V mega-ohm ou similares.

A resistência de isolamento de todos os enrolamentos deve ser maior do que 1 M Ω. Caso seja inferior ao valor mencionado, o enrolamento do alternador deve ser tratado conforme o método mencionado no Item 2.4.

4.2. Inspeção do Mancal e Solução de Problemas

Em condição normal, a vida útil do mancal deve ser de 40000 horas. Como ele é estanque em

aplicação, não é necessária adição de graxa no curso de aplicação.

Causas Problema Soluções Mancal com Ruído

Superaquecimento do Mancal

Mancal com som de batidas

Ocorrem grande vibração e mossa em traço do rolamento

• • Mire no centro do alternador com precisão

Graxa emulsificada devido a ambiente úmido

• • Substituir mancais vedados

Folga grande em jogo do mancal

• Substituir mancais vedados

Inclinação do mancal

• • Verifique a instalação e reinstale, se necessário

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Mancal gasto

• • Substituir mancal

Mancal apresenta endentação

• Substituir mancal

Substituir Mancais

Os mancais são pressionados no eixo e podem ser removidos por ferramentas padronizadas, tais como alicate manual ou hidráulico de 2 ou 3 garras que consegue soltar os mancais diretamente do eixo.

1. Remova o novo mancal de sua embalagem.

2. Aplique óleo antiferrugem nas superfíciesinterna e externa do mancal com uma flanelaisenta de resíduos do tecido.

3. Aqueça o mancal a 80 °C em aquecedor porindução.

4. Instale o mancal no eixo do rotor.

5. Instale o rotor no local após o mancal terresfriado.

4.3. Problemas do Alternador e Soluções

Caso a tensão esteja anormal após o alternador ter sido operado, interrompa-o imediatamente e verifique os seguintes itens:

- Se as conexões do alternador estão de acordocom o diagrama de conexão;- Se as conexões estão firmes e confiáveis;- Se a velocidade operacional (medidor defrequência) está normal;- Se as configurações do dispositivo de proteçãoestão corretas.

Caso a tensão esteja anormal após o alternador ter sido operado, interrompa-o imediatamente e verifique os seguintes itens:

- Se as conexões do alternador estão de acordocom o diagrama de conexão;- Se as conexões estão firmes e confiáveis;

- Se a velocidade operacional (medidor defrequência) está normal;- Se as configurações do dispositivo de proteçãoestão corretas.

Problemas Normais e Soluções:

- Parte Mecânica:

a) Problema do mancal, consulte o Item 5.2 paraencontrar a solução e tomar a medida corretiva.

b) Grande vibração: verifique a centralização einstalação do motor e do alternador, as possíveiscausas são as seguintes:

1. Acoplamento descentralizado;2. Instalação incorreta de chassis comum.3. Vibração de ressonância ocorre devido a errono cálculo de torsão do motor e do alternador.

c) Excesso de vibração do alternador mais ruído

1. O alternador mono ou trifásico estásobrecarregado ou aterrado em curto, além donível que o alternador consegue aceitar; cargadesequilibrada causa excesso de vibração doalternador.

2. Estator do alternador conectado com curto

d) Invólucro do alternador superaquecido (acimade 80 °C).

1. Design incorreto da entrada ou saída de ar, oubloqueio por objeto estranho.2. Circulação incorreta de alimentação e descargade ar, ar quente retorna para a entrada de ar.3. O alternador está sobrecarregado.

- Parte Elétrica.

a) O alternador não gera eletricidade1. O voltímetro do alternador está quebrado ou asconexões incorretas.

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Solução: verifique a tensão nos terminais de saída pelo multímetro, caso exista, verifique com cuidado o circuito do painel de controle ou substitua o voltímetro.

2. Conexão interna do alternador está insuficienteou é interrompida.Solução: verifique as conexões de RTA,GMP pelomultímetro e o ponto de problema conforme odiagrama de conexão do alternador.

3. RTA quebradoSolução: quando o conjunto do alternador estiverno estado estático, desconecte os condutores F1e F2 do estator do excitador e conecte o polopositivo da bateria no F1 e o polo negativo no F2,inicie o conjunto do alternador e meça sua tensãode saída. Caso esta seja de aproximadamente400V e três fases estejam equilibradas, issosignifica que todos entre o estator principal e rotor,estator e rotor do excitador e retificador giratórioestão em funcionamento normal. Pare a máquinae substitua o RTA, recupere as conexões doalternador e acione o conjunto da máquina, atensão do alternador deve ser normal.

4. O rotor principal e o estator e o rotor doexcitador estão danificados.Solução: quando o conjunto do alternador estiverem estado estático, desconecte os condutores F1e F2 do estator do excitador e conecte o polopositivo da bateria no F1 e o polo negativo no F2,acione o conjunto do alternador e meça suatensão de saída. Caso seja inferior a 360V e trêsfases estejam equilibradas, isso significa que umdentre o retificador giratório, o rotor principal, oestator e o rotor do excitador apresenta problema.Primeiramente, para negar problema no retificadorgiratório (diodos e piezo-resistor) por medição.Caso seis diodos retificadores e piezo-resistoresestejam todos normais, meça as resistências dorotor principal, estator e rotor do excitador, asquais devem estar de acordo com os valorespadrão na tabela a seguir. Se uma estiver fora dovalor padrão, a peça deve ser reparada.

Método de Verificação de Diodo

Desconecte os condutores do diodo de retificação nos terminais e meça as resistências nas direções de avanço e recuo. Um bom diodo deve apresentar uma resistência de recuo bastante alta (infinitamente superior) e uma resistência de avanço bastante baixa. Caso o diodo apresente danos, ao medir com nível de 10K, ambas as direções de avanço e recuo são condutoras ou apresentam leituras infinitamente superiores.

Método de Verificação do Piezo-Resistor (descarregador de surtos): Desconecte o piezo-resistor e meça sua resistência. Em caso de conexão em curto (resistência muito inferior), isso significa que o piezo-resistor apresenta danos e deve ser substituído.

5. Dano no Estator PrincipalSolução: quando o conjunto do alternador estiverem estado estático, desconecte os condutores F1e F2 do estator do excitador e conecte o polopositivo da bateria no F1 e o polo negativo no F2,acione o conjunto do alternador e meça suatensão de saída. Caso esteja muito reduzida e trêsfases estejam desequilibradas, isso significa que oestator principal está danificado e deve serreparado ou substituído.

6. Carga não é desconectada ao acionar oconjunto da máquinaSolução: à medida que o alternador é carregado,a tensão não pode ser acumulada em seuacionamento. Verifique a chave principal no painelde controle e reinicie a máquina.

7. Problema no Gerador Magnético Permanente(GMP)Solução: desconecte os terminais P2, P3 e P4 doGMP do RTA e meça as resistências deisolamento em relação à resistência a terra e deDC. As resistências trifásicas devem estarequilibradas e de acordo com os valores padrão.Acione o conjunto da máquina e faça com que o

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alternador funcione a 1500 r/min, meça as tensões trifásicas P2, P3 e P4, estas devem estar dentro de 160V-180V e as três fases equilibradas. Se as resistências das três fases estiverem desequilibradas ou não estiverem de acordo com os valores padrão, as tensões das três fases são inferiores a 160V em desequilíbrio, e então, o estator do GMP deve ser substituído; caso as tensões estejam inferiores a 160V, mas as resistências e as tensões de três fases estejam em equilíbrio, o rotor do GMP deve ser substituído.

8. Potenciômetro externo quebradoSolução: desconecte K1 e K2 do RTA, verifique aresistência do potenciômetro externo, que deveestar dentro de 0-10K. Caso esteja quebrado, oRTA não consegue funcionar.

B) Tensão Baixa do Alternador1. Velocidade Reduzida do MotorSolução: verifique a velocidade do motor pelovelocímetro e regule a velocidade do motor deacordo com a velocidade nominal (existe um LEDde alarme no RTA. Caso a lâmpada acenda, issosignifica que a velocidade está reduzida).

2. Configuração Inadequada do “VOLT” do RTA ouPotenciômetro ExternoSolução: ajuste o “VOLT” do RTA ou opotenciômetro externo para a velocidade nominalpara definir a tensão do alternador no valornormal.

3. Voltímetro do Painel de Controle DanificadoSolução: meça a tensão de saída do alternador.Caso esteja normal, substitua o voltímetro dopainel de controle.

c) Alta Tensão do Alternador1. Configuração Inadequada do Potenciômetro do“VOLT” do RTA ou potenciômetro externoSolução: ajuste o “VOLT” do RTA ou opotenciômetro externo no RTA para colocar atensão do alternador no valor normal.

2. Problema no RTA

Solução: verifique as conexões do RTA e substitua o RTA.

d) Tensão Instável do Alternador1. Velocidade Inadequada do MotorSolução: verifique a estabilidade da velocidade domotor pelo velocímetro (ou medidor defrequência).

2. Configuração Inadequada da Estabilidade doRTASolução: reinicie a estabilidade do potenciômetrodo RTA em velocidade estável e no status semcarga do alternador, consulte o Item 4.3 para ométodo.

3. Fios Conectores Mal Encaixados ou RompidosSolução: verifique com cuidado os fios conectoresdo alternador para garantir que todas as conexõese encaixes do alternador estejam em situaçãonormal.

4. Baixa Resistência de isolamento doEnrolamentoSolução: meça as resistências de isolamento detodos os enrolamentos pelo medidor de mega-ohm, as quais devem ser superiores a 1M Ω.

5. RTA DanificadoSolução: ajuste o potenciômetro de estabilidadeno RTA.Em caso de falha de funcionamento, isso significaque o RTA está danificado e deve ser substituído.

e) Desequilíbrio de Tensões do Alternador1. Problema nos Enrolamentos do EstatorPrincipalSolução: desconecte os fios externos doalternador e teste-os pelo método de separaçãode excitação. Quando o conjunto do alternadorestiver em estado estático, desconecte oscondutores F1 e F2 do estator do excitador econecte o polo positivo da bateria no F1 e o polonegativo no F2, acione o conjunto do alternador emeça sua tensão de saída. Caso três fasesestejam desequilibradas, isso significa que o

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estator principal do alternador apresenta danos. Em estado sem carga, sinta o invólucro do alternador com as mãos para confirmar se alguma parte está especialmente quente.

2. Problema nos Fios Trifásicos Externos de CargaSolução: verifique os fios externos para confirmarse alguma fase está conectada em curto à terrapara causar desequilíbrio das três fases.

3. Carga Irregular de três fases do AlternadorSolução: caso as cargas estejam concentradasem uma fase, isso poderá causar desequilíbrio detensão de três fases. Meça a corrente de cada fasepelo amperímetro de aperto e redistribua ascargas em cada fase, se necessário.

f) Regulagem Incorreta do Índice de Tensão(acima de 2,5% em condição de carga)

1. Excesso de Queda de Velocidade do MotorSolução: verifique a queda de velocidade do motorpartindo de condição sem carga até com cargatotal do motor. A queda de velocidade correta nãodeve ultrapassar 5%.

2. Fios de Carga Excessivamente LongosSolução: verifique a mudança de tensão de saídade condição sem carga para carga total doalternador. Esta não deve exceder 2,5% da tensãonominal. Se a tensão estiver abaixo no terminal decarga, devido a um fio de maior extensão, issopode ser solucionado aumentando a tensão desaída do alternador.

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Número de Fases Trifásico Estilo de

Conexão Y

Fator de Potência Cos = φ 0.8 Mancal Único Duplo

Tensão (V) Classe de Isolamento H

Frequência (Hz) 50 60 Classe de Proteção Ip22

Velocidade (r/min) 1500 1800 Estilo de

Funcionamento Contínuo

Testado por Data

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fábrica.

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