Guia de Substituição de AVR Leroy Somer: Reguladores de Tensão R450, R438, R448 e R120

A manutenção de uma tensão terminal estável e uma resposta dinâmica rápida durante variações bruscas de carga elétrica são requisitos essenciais para grupos geradores a diesel em instalações industriais, comerciais, marítimas e data centers críticos. Nos alternadores sem escovas com sistemas de excitação Leroy Somer, o Regulador Automático de Tensão (AVR) controla a corrente de excitação para manter a regulação em regime permanente entre ±0,5% e ±1,0%.

Ao longo das décadas, a tecnologia de excitação evoluiu dos tradicionais sistemas autoexcitados Shunt para os sistemas patenteados com enrolamentos auxiliares duplos (AREP) e geradores de ímã permanente (PMG). Em manutenções preventivas, modernizações ou reparos de emergência, engenheiros e técnicos frequentemente precisam substituir placas antigas como R438 e R448 pelo modelo universal R450, ou calibrar unidades compactas autoexcitadas como o R120.

Este guia técnico apresenta um comparativo detalhado das topologias de AVR Leroy Somer, esquemas de conversão de bornes, procedimentos de calibração de potenciômetros e testes estáticos com multímetro baseados em manuais técnicos verificados.


1. Matriz Técnica e Comparativo de Seleção

A seleção correta do AVR substituto requer a verificação da topologia de excitação, da tomada de tensão de medição, da corrente contínua nominal e da capacidade de suporte a curto-circuito. A tabela abaixo resume os parâmetros principais dos modelos AVR R450, AVR R438, AVR R448 e AVR R120:

Parâmetro TécnicoLeroy Somer R120Leroy Somer R438Leroy Somer R448Leroy Somer R450
Topologia de ExcitaçãoSHUNT (Autoexcitado)AREP / PMGAREP / PMGAREP / PMG / SHUNT
Precisão de Regulação±1,0%±0,5%±0,5%±0,5%
Entrada de Medição AC277V monof. / 415V trif. (±10%)95–140V / 170–260V / 340–528V95–140V / 170–260V / 340–528V95–140V (110V) / 170–260V (220V) / 340–528V (380V)
Alimentação de Potência277 VAC rms (±10%), 50/60 HzAREP (X1, X2, Z1, Z2) ou PMGAREP (X1, X2, Z1, Z2) ou PMGMáx. 150 V, 50/60 Hz (AREP/PMG/Shunt)
Saída Contínua DC4,0 A DC (resistência campo ≥15 Ω)4,5 A DC (resistência campo ≥10 Ω)6,0 A DC (resistência campo ≥10 Ω)6,0 A DC (limite ajustável 1,0–5,5 A)
Sobrecarga 10s DC6,0 A DC8,0 A DC10,0 A DC10,0 A DC (Máx. 9,5 A, teto 2,9× limite)
Suporte a Curto-CircuitoNenhum (queda de tensão)Mantido por AREP/PMG300% por 10 s (cai para ~1 A)300% por 10 s (reduz para 0,5–0,7 A)
Proteção Sobre-excitaçãoAjuste: 60 VDC (10–85 VDC)Proteção eletrônica internaReduz para ~1 A após 10 s >10 ALimite P3, 110% nominal, retardo 90 s
Proteção Perda de MediçãoIndicador integradoCircuito integradoCircuito integradoAREP/Shunt: 1 s; PMG: 10 s (corrente <1 A)
Operação em ParaleloNão padrãoEntrada TC opcionalMódulo R724 / R725A + TCPotenciômetro P4 (0–8% em 400V, TC 1A/5A)
Carcaças de AlternadorTAL 040, TAL 042, TAL 044LSA 42.2, 43.2, 44.2LSA 46.2, 47.2, 49.1LSA 46.2, 47.2, 49.1, 50.2

Para uma visão geral de compatibilidade cruzada de peças para geradores de diferentes marcas, consulte nosso Guia de Referência Cruzada de Peças para Geradores.


2. Princípios das Topologias de Excitação: SHUNT vs AREP vs PMG

Compreender o modo de alimentação do regulador é essencial para realizar o dimensionamento e as ligações corretas.

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|               ARQUITETURA DE FORNECIMENTO DE EXCITAÇÃO LEROY SOMER                |
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|  1. SHUNT (R120 / R450 em Modo Shunt)                                             |
|     Estator Principal (Bornes) ---[Potência e Medição]---> AVR ---> Excitatriz    |
|     (Simples e econômico; excitação entra em colapso em curto-circuito)           |
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|  2. AREP (R438 / R448 / R450 em Modo AREP)                                        |
|     Enrolamentos Auxiliares:                                                      |
|       X1 - X2 (Proporcional à Tensão) -+                                          |
|       Z1 - Z2 (Proporcional à Corrente)+--> [Alimentação do AVR]                  |
|     Estator Principal --------------------> [Medição 0-110/220/380V] -> AVR       |
|                                                                          |        |
|                                                                   Excitatriz      |
|     (Mantém 300% de corrente de curto-circuito por 10s sem PMG externo)           |
|                                                                                   |
|  3. PMG (R438 / R448 / R450 em Modo PMG)                                          |
|     Gerador PMG no Eixo Traseiro (Alimentação AC Independente) -> [Alimentação]  |
|     Estator Principal -----------------------------------------> [Medição] -> AVR |
|                                                                          |        |
|                                                                   Excitatriz      |
|     (Isolação galvânica total contra harmônicos e cargas não lineares)            |
|                                                                                   |
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1. Excitação SHUNT (Autoexcitada)

Nos alternadores equipados com o AVR R120, a alimentação e a medição são obtidas diretamente dos bornes do estator principal. É uma solução econômica para cargas lineares, mas sob curto-circuito severo a tensão cai a zero e desliga o regulador.

2. Excitação AREP (Enrolamentos Auxiliares)

O sistema AREP utiliza dois enrolamentos auxiliares independentes no estator principal:

  • Enrolamento X1 - X2 (Tensão): Fornece energia proporcional à tensão de saída do alternador.
  • Enrolamento Z1 - Z2 (Corrente): Fornece energia proporcional à corrente de carga, atuando como amplificador interno em sobrecargas ou curtos.

Assim, reguladores como R438, R448 e R450 mantêm 300% de corrente de curto-circuito por 10 segundos, permitindo o desarme seletivo de disjuntores.

3. Excitação PMG (Gerador de Ímã Permanente)

Um pequeno gerador de ímã permanente montado no eixo fornece energia CA independente ao AVR, isolando o circuito de excitação contra harmônicos de inversores de frequência (VFD).


3. Conversão de Bornes e Atualização para R450

O AVR R450 substitui diretamente as placas R448 e R438. A tabela abaixo apresenta o mapeamento de bornes:

FunçãoBornes R448 AntigosBornes R438 AntigosBornes R450 ModernosInstruções de Ligação
**Saída de Campo (+) **E+ / F+E+ / F+E+Ligar ao polo positivo do campo da excitatriz
**Saída de Campo (-) **E- / F-E- / F-E-Ligar ao polo negativo do campo da excitatriz
Enrolamento AREP 1X1, X2X1, X2X1, X2Alimentação de tensão (ou fases PMG)
Enrolamento AREP 2Z1, Z2Z1, Z2Z1, Z2Alimentação de reforço de corrente
Comum de Medição0 V0 V0 VNeutro ou fase de referência
Medição Faixa 110V110 V110 V110 VFaixa de medição: 95–140 VAC
Medição Faixa 220V220 V220 V220 VFaixa de medição: 170–260 VAC
Medição Faixa 380V380 V380 V380 VFaixa de medição: 340–528 VAC
TC de ParalelismoMódulo ExternoTC OpcionalS1, S2Ligar secundário de TC 1A ou 5A (<2,5VA)
Potenciômetro RemotoST1 / ST2ST1 / ST2ST1, ST2Retirar jumper e ligar potenciômetro 1 kΩ / 1W

Para fundamentos gerais de fiação e sensoriamento de AVRs, veja nosso Guia de Fiação e Sensoriamento de AVR de Gerador.

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|                         DISPOSIÇÃO DE BORNES DO R450                              |
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|   [ 0V ] [ 110V ] [ 220V ] [ 380V ]      [ E- ] [ E+ ]      [ S1 ] [ S2 ]         |
|   |------------ MEDIÇÃO ----------|      |-- CAMPO --|      |-- TC DROOP --|      |
|                                                                                   |
|   [ X1 ] [ Z1 ] [ X2 ] [ Z2 ]            [ ST1 ] [ ST2 ]    [ F1 / F2 FUSÍVEIS ]  |
|   |------- ALIMENTAÇÃO ------|           |- POT. EXT. -|    [ 10A 250V Cerâmica ] |
|                                                                                   |
|   +---------------------------------------------------------------------------+   |
|   | SELETOR ROTATIVO: Seleção de LAM e corte U/F (50 Hz / 60 Hz)              |   |
|   | POTENCIÔMETROS: P1 (VOLT)  P2 (STAB)  P3 (I_EXC)  P4 (DROOP)              |   |
|   | INDICADORES LED: Verde (Operação normal)  Vermelho (Sobrecarga / Desarme) |   |
|   +---------------------------------------------------------------------------+   |
|                                                                                   |
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4. Procedimento de Calibração de Potenciômetros (R450)

Na inicialização de um novo AVR R450, calibre os potenciômetros P1 a P4 na sequência indicada:

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|                   SEQUÊNCIA DE CALIBRAÇÃO DE POTENCIÔMETROS R450                  |
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|   ETAPA 1: Pré-ajuste inicial desligado                                           |
|   - P1 (VOLT Tensão): No sentido anti-horário ao mínimo (tensão mínima)           |
|   - P2 (STAB Estabilidade): Posição central (aprox. 50%)                          |
|   - P3 (I_EXC Limite de Corrente): Sentido horário no máximo (evita desarme falso)|
|   - P4 (DROOP Paralelismo): Sentido anti-horário no mínimo (0% para unidade só)   |
|                                                                                   |
|   ETAPA 2: Ajuste de Tensão Nominal (P1)                                          |
|   - Ligar o motor e estabilizar na rotação nominal (1500 / 1800 RPM)              |
|   - Girar P1 lentamente no sentido horário até a tensão nominal (ex: 400V)        |
|                                                                                   |
|   ETAPA 3: Ajuste de Estabilidade Dinâmica (P2)                                   |
|   - Girar P2 no sentido anti-horário até observar leve oscilação no voltímetro   |
|   - Girar P2 ligeiramente no sentido horário superando o ponto crítico            |
|                                                                                   |
|   ETAPA 4: Calibração de Sobre-excitação (P3)                                     |
|   - Aplicar 100% da carga nominal no gerador                                      |
|   - Medir a corrente contínua de excitação em E+/E-                               |
|   - Ajustar P3 para que o LED verde permaneça aceso com 110% de carga nominal     |
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|   ETAPA 5: Calibração de Paralelismo (P4 - Apenas Geradores em Paralelo)          |
|   - Conectar TC de 1A ou 5A em S1/S2 e aplicar carga indutiva (FP 0.8)            |
|   - Ajustar P4 para obter queda de tensão de 2% a 4% em plena carga               |
|                                                                                   |
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Limites de Proteção e Temporizações (P3)

  • Faixa de Corrente Contínua: Ajustável de 1,0 A a 5,5 A DC.
  • Temporização de Sobre-excitação: Se a corrente exceder 110% do ajuste de P3, o contador soma 1 pulso por segundo durante 90 segundos. Se a sobrecarga cessar, o contador decrementa. Após 90 segundos, o AVR reduz a corrente.
  • Desarme por Curto-Circuito (10s): Durante curto-circuito, o regulador permite até 2,9 vezes a corrente limite (teto de 9,0 A ± 0,5 A, máx. 9,5 A). Se a falha persistir por 10 segundos, o AVR reduz a excitação para 0,5–0,7 A.
  • Limitação de Tensão Pós-Falha: Em geradores AREP, a tensão é limitada temporariamente a 70% do valor nominal após a eliminação do curto.

5. Testes Estáticos com Multímetro e Diagnóstico

Antes de instalar uma placa substituta ou ao diagnosticar falhas, realize medições estáticas com multímetro nos modos diodo e resistência com todos os fios desconectados.

Teste Estático para AVR R120

  • F1 para F2 (Teste de Diodo): Ponta vermelha em F1 e preta em F2. Leitura esperada: 0,4 kΩ a 0,6 kΩ. Invertendo as pontas, deve indicar Circuito Aberto (Infinito).
  • U para N1 (Resistência de Medição): A resistência entre U e o neutro N1 deve estar entre 200 kΩ e 260 kΩ. Leitura aberta indica falha no divisor resistivo interno.
  • N para F1 (Resistência): A resistência entre N e F1 deve ser muito baixa ou próxima de 0 Ω.
  • Fusível de Proteção: Verifique a continuidade do fusível cerâmico de 4 A / 240 VAC.

Diagnóstico Estático para AVR R450

  • Verificação de Fusíveis: Teste os dois fusíveis cerâmicos de 10 A / 250 V (F1/X1 e F2/Z2). Fusíveis queimados indicam diodos girantes em curto ou falha no estator da excitatriz.
  • Semicondutores de Potência: Meça entre as entradas (X1/X2/Z1/Z2) e as saídas (E+/E-). Resistência de 0 Ω indica tiristores ou transistores em curto.
  • Diagnóstico pelos LEDs:
    • LED Verde Aceso Fixo: Operação normal, corrente abaixo do limite.
    • LED Verde Piscando: Temporizador de sobrecarga decrementando.
    • LED Verde Apagado / Vermelho Aceso: Modo de proteção ativo (corrente reduzida para 0,5–0,7 A).

6. Qualidade Compatível e Garantia POPULACE

A POPULACE fabrica reguladores de tensão compatíveis de alta precisão para toda a linha Leroy Somer, incluindo AVR R450, AVR R438, AVR R448 e AVR R120.

Todos os produtos são fabricados sob rigoroso controle ISO9001:

  • 100% de Testes Dinâmicos em Bancada: Verificação de precisão de tensão, estabilidade, atuação UFRO e tempos de desarme de curto-circuito.
  • Componentes Industriais: Tiristores de alta temperatura, potenciômetros blindados de precisão e encapsulamento em silicone tropicalizado.
  • Garantia Integral de Fábrica de 13 Meses: Suporte técnico e substituição ágil.

Para confirmar o modelo compatível para o seu grupo gerador, envie foto da placa de identificação do alternador para [email protected] ou envie uma mensagem através de nossas páginas de produto.

Perguntas Frequentes

Posso substituir diretamente um AVR Leroy Somer R448 ou R438 antigo por um R450?

Sim. O R450 é o sucessor oficial totalmente compatível com versões anteriores para substituir tanto o R448 quanto o R438 em alternadores sem escovas com excitação AREP ou PMG. As entradas de alimentação dos enrolamentos auxiliares (X1, X2, Z1, Z2), saídas de campo da excitatriz (E+, E-), bornes de medição de tensão (0-110V-220V-380V) e conexões de TC de droop para paralelismo correspondem diretamente 1:1. Ao atualizar, certifique-se apenas de ajustar o seletor rotativo para o LAM e o ponto de corte de subfrequência de acordo com a carcaça do alternador e a frequência de operação (50 Hz / 1500 RPM ou 60 Hz / 1800 RPM).

Qual é a principal diferença funcional entre os reguladores Leroy Somer R120 e R450?

O R120 é um regulador compacto projetado exclusivamente para alternadores autoexcitados (SHUNT), como as carcaças TAL 040, TAL 042 e TAL 044, fornecendo até 4,0 A de excitação contínua com medição a 2 fios. Já o R450 é um regulador multissistema compatível com enrolamentos auxiliares AREP, PMG ou Shunt, capaz de fornecer 6,0 A contínuos e 10 A (máx. 9,5 A) durante 10 segundos com teto de corrente de curto-circuito de 2,9 vezes o limite e proteção temporizada de sobre-excitação de 90 segundos.

Como funciona o sistema de excitação por enrolamentos auxiliares AREP?

O sistema AREP (Princípio de Excitação Regulada Auxiliar) utiliza dois enrolamentos auxiliares independentes inseridos nas ranhuras do estator principal: o enrolamento X1-X2 fornece uma tensão proporcional à tensão dos bornes do alternador, enquanto o enrolamento Z1-Z2 fornece uma corrente proporcional à corrente de carga. Essa combinação fornece ao AVR um reforço de potência intrínseco na partida de motores pesados e mantém 300% de corrente de curto-circuito durante 10 segundos para desarmar disjuntores de proteção seletivos sem necessidade de PMG externo.

Como calibrar o potenciômetro P3 (Limite de excitação / I_EXC) no R450?

Opere o gerador na rotação nominal e aplique 100% da carga elétrica nominal. Meça a corrente contínua de excitação nos bornes E+ e E-. Gire o potenciômetro P3 no sentido horário até que o LED verde permaneça aceso continuamente. O limite P3 define a corrente contínua máxima (ajustável entre 1,0 A e 5,5 A). Se uma sobrecarga exceder 110% desse valor, um temporizador interno de 90 segundos é incrementado (1 contagem/segundo); após 90 segundos, o AVR reduz automaticamente a excitação para proteger o rotor da excitatriz.

O que acontece se os fios de medição de tensão se romperem em um AVR R450?

O R450 possui um circuito integrado de proteção contra perda de realimentação. Se os condutores de medição nos bornes 0-110V/220V/380V se desconectarem durante a operação, o regulador detecta a falha e corta a saída de excitação em menos de 1 segundo em AREP/SHUNT (ou em 10 segundos em sistemas PMG), reduzindo a corrente de campo para menos de 1,0 A para evitar sobretensões perigosas.

Os reguladores de tensão compatíveis POPULACE são intercambiáveis com as unidades originais Leroy Somer?

Sim. Os módulos POPULACE AVR-R450, AVR-R438, AVR-R448 e AVR-R120 são projetados como substitutos diretos 100% compatíveis. Apresentam dimensões de fixação idênticas, mesma identificação de bornes Faston/parafuso, faixas de potenciômetros correspondentes de fábrica, semicondutores de alta potência e encapsulamento em resina tropicalizada resistente à umidade, com garantia total de fábrica de 13 meses.

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GC
Technical Author

Grace Chen

Chief Application Engineer at POPULACE

Over 15 years of industrial field engineering experience in diesel generator electrical controls, AVR excitation systems, governor calibration, and OEM parts replacement.

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