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 Técnico | Leroy Somer R120 | Leroy Somer R438 | Leroy Somer R448 | Leroy Somer R450 |
|---|---|---|---|---|
| Topologia de Excitação | SHUNT (Autoexcitado) | AREP / PMG | AREP / PMG | AREP / PMG / SHUNT |
| Precisão de Regulação | ±1,0% | ±0,5% | ±0,5% | ±0,5% |
| Entrada de Medição AC | 277V monof. / 415V trif. (±10%) | 95–140V / 170–260V / 340–528V | 95–140V / 170–260V / 340–528V | 95–140V (110V) / 170–260V (220V) / 340–528V (380V) |
| Alimentação de Potência | 277 VAC rms (±10%), 50/60 Hz | AREP (X1, X2, Z1, Z2) ou PMG | AREP (X1, X2, Z1, Z2) ou PMG | Máx. 150 V, 50/60 Hz (AREP/PMG/Shunt) |
| Saída Contínua DC | 4,0 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 DC | 6,0 A DC | 8,0 A DC | 10,0 A DC | 10,0 A DC (Máx. 9,5 A, teto 2,9× limite) |
| Suporte a Curto-Circuito | Nenhum (queda de tensão) | Mantido por AREP/PMG | 300% por 10 s (cai para ~1 A) | 300% por 10 s (reduz para 0,5–0,7 A) |
| Proteção Sobre-excitação | Ajuste: 60 VDC (10–85 VDC) | Proteção eletrônica interna | Reduz para ~1 A após 10 s >10 A | Limite P3, 110% nominal, retardo 90 s |
| Proteção Perda de Medição | Indicador integrado | Circuito integrado | Circuito integrado | AREP/Shunt: 1 s; PMG: 10 s (corrente <1 A) |
| Operação em Paralelo | Não padrão | Entrada TC opcional | Módulo R724 / R725A + TC | Potenciômetro P4 (0–8% em 400V, TC 1A/5A) |
| Carcaças de Alternador | TAL 040, TAL 042, TAL 044 | LSA 42.2, 43.2, 44.2 | LSA 46.2, 47.2, 49.1 | LSA 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 |
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| Excitatriz |
| (Mantém 300% de corrente de curto-circuito por 10s sem PMG externo) |
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| 3. PMG (R438 / R448 / R450 em Modo PMG) |
| Gerador PMG no Eixo Traseiro (Alimentação AC Independente) -> [Alimentação] |
| Estator Principal -----------------------------------------> [Medição] -> AVR |
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| 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:
| Função | Bornes R448 Antigos | Bornes R438 Antigos | Bornes R450 Modernos | Instruções 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 1 | X1, X2 | X1, X2 | X1, X2 | Alimentação de tensão (ou fases PMG) |
| Enrolamento AREP 2 | Z1, Z2 | Z1, Z2 | Z1, Z2 | Alimentação de reforço de corrente |
| Comum de Medição | 0 V | 0 V | 0 V | Neutro ou fase de referência |
| Medição Faixa 110V | 110 V | 110 V | 110 V | Faixa de medição: 95–140 VAC |
| Medição Faixa 220V | 220 V | 220 V | 220 V | Faixa de medição: 170–260 VAC |
| Medição Faixa 380V | 380 V | 380 V | 380 V | Faixa de medição: 340–528 VAC |
| TC de Paralelismo | Módulo Externo | TC Opcional | S1, S2 | Ligar secundário de TC 1A ou 5A (<2,5VA) |
| Potenciômetro Remoto | ST1 / ST2 | ST1 / ST2 | ST1, ST2 | Retirar 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 ] |
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| +---------------------------------------------------------------------------+ |
| | 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) |
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| 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) |
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| 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 |
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| 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
F1e preta emF2. 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
Ue o neutroN1deve estar entre 200 kΩ e 260 kΩ. Leitura aberta indica falha no divisor resistivo interno. - N para F1 (Resistência): A resistência entre
NeF1deve 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/X1eF2/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.
