Aula sobre Motores de Corrente Contínua e Circuitos Elétricos

MATERIAIS E MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof Me Alexandre Coelho Agenda da Aula Motor de Corrente Contínua Motor de Corrente Contínua Circuito equivalente Equivalente Thévenin da estrutura completa do rotor 𝐸𝐴 𝐾𝜙𝜔𝑚 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝑘𝜙𝐼𝐴 Motor de Corrente Contínua Circuito equivalente Motor de Corrente Contínua Curva de magnetização Tensão interna de um motor ou gerador CC 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 A corrente de campo de uma máquina CC produz uma força eletromotriz de campo que é dada por ℱ 𝑁𝐹 𝐼𝐹 Motor de Corrente Contínua Excitação independente e em derivação shunt 𝐼𝐹 𝑉𝐹 𝑅𝐹 𝑉𝑇 𝐸𝐴 𝐼𝐴 𝑅𝐴 𝐼𝐿 𝐼𝐴 𝐼𝐹 𝑉𝑇 𝑅𝐹 𝑉𝑇 𝐸𝐴 𝐼𝐴 𝑅𝐴 𝐼𝐿 𝐼𝐴 𝐼𝐹 Motor de Corrente Contínua Característica terminal de um motor CC em derivação Gráfico que envolve as grandezas de saída da máquina Para o motor essas grandezas são o torque conjugado no eixo e a velocidade Analisandose como um motor CC responde a uma carga 𝜏𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝜔𝑚 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 𝐼𝐴 𝑉𝑇 𝐸𝐴 𝑅𝐴 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 até que 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝜏𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 Motor de Corrente Contínua Característica terminal de um motor CC em derivação Obtenção das características de saída do motor CC 𝑉𝑇 𝐸𝐴 𝐼𝐴 𝑅𝐴 A tensão induzida é 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 𝑉𝑇 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 𝐼𝐴 𝑅𝐴 Como o torque induzido é 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 𝑉𝑇 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝑅𝐴 Isolandose a velocidade 𝜔𝑚 𝑉𝑇 𝐾 𝜙 𝑅𝐴 𝐾 𝜙 2 𝜏𝑖𝑛𝑑 Motor de Corrente Contínua Característica terminal de um motor CC em derivação Obtenção das características de saída do motor CC 𝜔𝑚 𝑉𝑇 𝐾 𝜙 𝑅𝐴 𝐾 𝜙 2 𝜏𝑖𝑛𝑑 Motor de Corrente Contínua Característica terminal de um motor CC em derivação Obtenção das características de saída do motor CC 𝜔𝑚 𝑉𝑇 𝐾 𝜙 𝑅𝐴 𝐾 𝜙 2 𝜏𝑖𝑛𝑑 Motor de Corrente Contínua Reação da armadura na máquina CC Máquina CC operando como gerador sem carga elétrica conectada Conectandose uma carga elétrica nos terminais de armadura temos agora uma corrente elétrica que produzirá um campo magnético próprio que distorce o campo magnético original dos polos da máquina Essa distorção do fluxo de uma máquina quando a carga é aumentada denominase REAÇÃO DE ARMADURA A reação de armadura causa dois problemas nas máquinas CC Deslocamento do plano neutro magnético neutro magnético Enfraquecimento de fluxo Motor de Corrente Contínua Controle de velocidade de um motor CC em derivação Três métodos dois de uso comum e um de uso menos comum 1 Ajuste da resistência de campo 𝑅𝑓 consequentemente o fluxo de campo 2 Ajuste da tensão terminal aplicada à armadura 3 Inserção de um resistor em série com o circuito de armadura método menos comum Motor de Corrente Contínua Controle de velocidade de um motor CC em derivação 1 Ajuste da resistência de campo Considerandose uma elevação na resistência de campo 𝑅𝑓 𝐼𝑓 𝑉𝑇 𝑅𝑓 𝜙 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 𝐼𝐴 𝑉𝑇 𝐸𝐴 𝑅𝐴 Como se comporta o torque induzido nessa situação 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 Motor de Corrente Contínua Controle de velocidade de um motor CC em derivação 1 Ajuste da resistência de campo Como se comporta o torque induzido nessa situação 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 Para entendermos o que ocorre analisemos um exemplo prático Considere um motor CC em derivação com uma resistência de armadura de 025 Ω operando com uma tensão terminal de 250 V e uma tensão induzida interna de 245 V O que acontecerá nesse motor se houver uma diminuição de fluxo de 1 Uma diminuição no fluxo de 1 produziu um aumento de 49 na corrente de armadura Motor de Corrente Contínua Controle de velocidade de um motor CC em derivação 1 Ajuste da resistência de campo 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝐾 𝜙 𝐼𝐴 Como 𝜏𝑖𝑛𝑑 𝜏𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 a velocidade do motor aumenta Com o aumento da velocidade a tensão interna gerada também aumenta 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 Com o aumento da tensão interna a corrente de armadura diminui ocasionando uma queda também no torque induzido até que ele se iguale novamente ao torque de carga em uma velocidade de regime permanente superior à original Motor de Corrente Contínua Controle de velocidade de um motor CC em derivação 1 Ajuste da resistência de campo