ocra

Má i d C tMáquinas de Corrente C tíContínua

Principio de Operaçãop p ç

dN

F I B

dtdNe

F I B

Máquinas CC 2


Gerador (regra da mão direita)( g )

ddtdNe

dt

Máquinas CC 3


d.B S dtdNe

2 sin( )e B r t 2 nS r

dt

Máquinas CC 4

2 sin( )e B r t cos( )B S t


2 i ( )NBMáquinas CC

52 sin( )e NB r t


Motor (regra da mão esquerda)( g q )

F I B

Máquinas CC 6

F I B



F I B

0j j

Máquinas CC 7

F I B 0j j



d F Id B

2 sinF NBI 2 sinF NBI

Máquinas CC 8

Ação do Comutadorç

Gerador CA

9

2 sin( )e B r t Máquinas CC

2 sin( )e B r t


Gerador CA

Máquinas CC 10


Gerador CC

2 sin( )e B r t

Máquinas CC 11


Gerador CC

2 sin( )e NB r t

Com o comutador, ocorre a i ã d id dinversão do sentido da corrente na espira do rotor e o binário de forças atuae o binário de forças atua sempre no mesmo sentido de rotação.

Máquinas CC 12

ç


Motor

A cada meia volta, há troca das laminas do comutador emA cada meia volta, há troca das laminas do comutador emrelação as escovas

Máquinas CC 13

Vista em corte do motor CC

Máquinas CC 14

Vista lateral do motor CC

Máquinas CC 15

Vista lateral do motor CC

Máquinas CC 16

Conexões das máquinas CCq

Conexão do campo derivaçãop ç

A existência de duas bobinas uma nobobinas, uma no rotor e outra no estator, originouestator, originou diferentes conexões no MOTOR c.c.

Máquinas CC 17

Conexões das máquinas CCq

Conexão do campo sérieO t ãO motor com conexãosérie possibilita o seu funcionamento tantofuncionamento tanto com corrente contínua como com corrente alternada, sendodenominado motor

i luniversal.

Máquinas CC18

Tensão nos geradores CCg

R I E V i it d d .......a a g aR I E V circuito dearmadura

Máquinas CC 19


60gN PE

60g

donde: é a velocidade da armadura em RPM

é fl f Wb é o fluxo no entreferro em WbN é o número de espiras

é ú d ólMáquinas CC 20

P é o número de pólos


gE Kg

onde:onde:K é uma constante

Eg é chamada de f.e.m. força gcontraeletromotriz, em caso de motor.

Máquinas CC 21

Conjugado e Potência nos motores CCj g

Nos motores, a tensão aplicada é maior que a f e m gerada na armadura do motorque a f.e.m. gerada na armadura do motor

a g a aV E R Ig

Máquinas CC 22


Nos motores, a tensão aplicada é maior que a f e m gerada na armadura do motorque a f.e.m. gerada na armadura do motor

a g a aV E R Ig

Máquinas CC 23


A corrente de armadura é:

a g aV E V KI a

a a

IR R

A corrente de armadura aumenta quandoA corrente de armadura aumenta quando há diminuição da velocidade.

Máquinas CC 24


A velocidade angular torna-se:

a a a aV I R V

K K

A velocidade angular é proporcional àA velocidade angular é proporcional à tensão aplicada no motor.

Máquinas CC 25


A potência no motor é uma função doA potência no motor é uma função do conjugado eletromagnético C:

nCP 2Onde:

nCP 2Onde:

P é a potência mecânica em WC é j d NC é o conjugado em N.mn é a velocidade angular em rps

Máquinas CC 26

g


Enquanto a potência desenvolvida é:Enquanto a potência desenvolvida é:

ag IEP Igualando as potências:

g

Igualando as potências:

IEnC2 ag IEnC 2Máquinas CC 27


E o conjugado é:E o conjugado é:

g a aE I K IC

2 2

g a aCn n 2 2n n

É í l li i l id d dÉ possível eliminar a velocidade da equação do conjugado.

Máquinas CC 28


O conjugado é portanto proporcional àO conjugado é portanto proporcional à corrente de armadura e ao fluxo:

IK aIKC 120

C

Máquinas CC 29

Excitação dos motores CCç

Excitação independenteç p

Máquinas CC 30


Excitação em derivaçãoç ç

Máquinas CC 31


Excitação sérieç

Máquinas CC 32


Composto cumulativo Composto diferencial Composto cumulativo Composto diferencial

Máquinas CC 33

Características Eletromecânicas

Motor derivação Motor derivação

V K V I R ' .AA a a aV K V I R

a a aV I R

K

O motor derivação é um motor de velocidade angular praticamente constante com a carga.

Máquinas CC 34

g p g



a IKIKC '

aIKC .120

S d f i d ã d d (I R )Se desprezarmos o efeito da reação da armadura (IaRa) o conjugado será praticamente linear em relação à corrente de armadura

Máquinas CC 35

corrente de armadura.


Motor série Motor série

a a S aV R R I

K

A corrente de armadura é a mesma do circuito de excitação e o fluxo criado pelo campo série é proporcional a essa corrente.

K I K IMáquinas CC

36

1 1e aK I K I



SV R R I

1

a a S a

a

V R R IK K I1 a

a SR RV

1 1

a S

aK K I K K

O termo mais a direita é um valor constante.

Máquinas CC 37



IK 2'.120 a

a IKIKC

120 a( )I I

Esta propriedade do motor série torna-o indicado para

( )e aI IEsta propriedade do motor série torna o indicado para serviços que demandam um grande conjugado de partida, como na tração elétrica.

Máquinas CC 38


Motor composto Motor composto

O fluxo magnético no motor composto é o resultado doO fluxo magnético no motor composto é o resultado do fluxo derivação com o série.

a S aV R R I

d SK

cumulativo

Máquinas CC 39



No motor composto cumulativo devido ao campo sérieNo motor composto cumulativo, devido ao campo série, o efeito da diminuição da velocidade angular com o aumento da carga é mais acentuado .aumento da carga é mais acentuado .

V R R I

a S aV R R IK

d SK

Máquinas CC 40



No motor composto diferencial o enrolamento série éNo motor composto diferencial o enrolamento série é invertido e o campo série se opõe ao campo derivação. Isso origina um aumento de velocidade angular com a carga.

SV R R I

a S a

d S

V R R IK

d S

diferencial

Máquinas CC 41

diferencial



IK Cumulativo Conjugado sempre

120aSd IKC

Cumulativo. Conjugado sempre maior que o conjugado do motor derivação.derivação.

aSd IKC Diferencial. Conjugado sempre

menor que o conjugado do120C menor que o conjugado do

motor derivação.

Máquinas CC 42


Resumo Resumo

Máquinas CC 43

Regulação de velocidade g ç

Variação da velocidade angular desde a plena carga até a situação de carga nula expressa em percentagem da velocidade angular nominal n.

1000 nnR 100.0

nRv

Máquinas CC 44

Dispositivos de partidap p

Pode-se inserir um resistor externo em série com a armadura para limitar a corrente durante a partida.

gEVI

exta

ga RR

I

Máquinas CC 45


Motor derivação

Máquinas CC 46


Motor série

Máquinas CC 47


Motor composto

Máquinas CC 48

Aplicaçõesp ç

Motor série Motor série Alto torque de partida Tração elétrica Ferramentas de alta velocidade

Máquinas CC 49

Aplicaçõesp ç

Motor série

Máquinas CC 50

Aplicaçõesp ç

Motor série

Máquinas CC 51

Aplicaçõesp ç

Motor série Motor sérieFerramentas

Motor de Arranque

Máquinas CC 52

Aplicaçõesp ç


Tração elétricaTração elétrica

Máquinas CC 53

Aplicaçõesp ç

Motor derivação Motor derivação Baixo torque de partida Velocidade constante

Máquinas CC 54

Aplicaçõesp ç


TornoTorno

Máquinas CC 55

Aplicaçõesp ç


Bombas centrífugasBombas centrífugas

Máquinas CC 56

Aplicaçõesp ç

Motor composto Motor composto Alto torque de partida Velocidade aprox. constante

Máquinas CC 57

Aplicaçõesp ç


Esteira

Máquinas CC 58

Aplicaçõesp ç


Elevador (obsoleto)

Máquinas CC 59

Exemplosp

A. Um motor desenvolve um conjugado de 10Nm e está sujeito a uma redução de 10% no fluxo de campo, que produz um acréscimo de 50% na corrente de armadura. Calcule o novo conjugado como resultado desta variação.j g ç

Máquinas CC 60

Exemplosp

B. Um motor serie absorve uma corrente de 5 A e desenvolve um conjugado de 40Nm. Calcule:a) O conjugado quando a corrente aumenta para 10 A, se o campo permanece na) j g q p , p pregião linear da curva de saturação.b) O conjugado quando a corrente aumenta para 20 A e esse aumento produz umacréscimo de 60% no fluxo..

Máquinas CC 61

Exemplosp

C. Um motor cc derivação possui uma resistência de armadura de 0,25 e uma queda de tensão nas escovas de 3,0 V, é alimentado por uma tensão de 120V através dos terminais da armadura. Calcule a corrente de armadura quando:q

a) A velocidade produz uma fem de 110 V, para uma dada cargab) Há queda de velocidade (devido a aplicação adicional de carga) e a

fem tem um valor de 105 V.c) Calcule a variação porcentual na fem e na corrente de armadura

Máquinas CC 62

Exemplosp

D. Um gerador cc derivação, 125V, possuindo uma resistência de armadura de 0,15 é carregado progressivamente até que a tensão na carga seja nula. Se a corrente de carga é 96A e a corrente de campo 4A. Qual é a fem gerada na g p Q garmadura? Despreze a queda de tensão nas escovas.

Máquinas CC 63

Exemplosp

E. Um gerador serie CC, 10kW, 250V, tem uma queda de tensão nas escovas de 2 V, uma resistência do circuito da armadura de 0,1 Ω e uma resistência de campo serie de 0,05 Ω. Quando entrega a corrente nominal na velocidade nominal, gcalcule:a) Corrente de armadura.b) Tensão gerada na armadura.

Máquinas CC 64

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