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Copy of AULA 26 - ET017 Circuitos e Eletrotécnica

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by

Daniel Dotta

on 1 November 2016

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Transcript of Copy of AULA 26 - ET017 Circuitos e Eletrotécnica

Prof. Daniel Dotta
Motores de Corrente Contínua

(aula 26)

Universidade Estadual de Campinas
FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E ENERGIA

Conversão Eletromecânica de Energia
Principio de Funcionamento
Principio de Funcionamento
Comutador
Características Básicas de Máquinas CC
Características Básicas de Máquinas CC
Perdas e Rendimento
Motor CC Série – Motor universal
O modelo esquemático do motor CC série é mostrado abaixo. Deve-se notar a presença de uma resistência externa Rae, a qual tem a função de permitir o controle de velocidade.
Motor CC Série – Motor universal
Perdas e Rendimento
Comutador
Lista de exercícios
EX:
exercícios do livro do Gilmar Barreto recomendados (pág. 231-232): 10.1 - 10.13.
Perguntas
Com relação à seguinte afirmação: "Através de um artifício de inversão da corrente em uma das bobinas, pode-se conseguir um movimento contínuo de rotação da bobina móvel“.
a) Esta frase é relativa ao princípio de funcionamento do .......
b) A que bobina o texto faz referência ?
c) Qual o nome técnico do "artifício de inversão"?
Existe um dispositivo constituído de um eletroímã conectado em série com um rotor bobinado que pode operar tanto em c.c. como em c.a.
a) Que dispositivo é este?
b) Explique porque ele funciona tanto em c.c. como em c.a. Justifique fisicamente.
Máquinas Elétricas Rotativas
Aplicações
Conversão Eletromecânica de Energia
Conversão Eletromecânica de Energia
O motor de faraday








A potência de entrada da máquina CC é potência elétrica e a potência de saída é a potência mecânica.
Se o circuito de armadura é conectado a uma fonte CC e o circuito de campo energizado, o motor irá desenvolver torque mecânico.
As máquinas CC são mais empregadas como motor, visto que oferecem diferentes características de torque x velocidade e diversas opções para o controle da velocidade.
Os motores CC são adequados para:
Aplicações que requerem velocidade constante para uma demanda de torque variável.
Aplicações que requerem controle da velocidade em uma larga faixa de variação.
Considerando máquinas de 1 kW a 100 kW, temos que:
a) Parte da potência elétrica de entrada é perdida no enrolamento série (1 a 2%)
b) Parte é perdida no enrolamento shunt (1 a 5%)
c) Parte é perdida no enrolamento de armadura (2 a 4%)
d) Parte é perdida na porção móvel, por atrito e por resistência do ar no entreferro, e também em perdas no ferro (3 a 15%)
e) Parte é fornecida na forma de torque mecânico para atender uma carga, potencia de saída (74 a 93%)
E o rendimento da máquina é dado por:
Motor CC Série – Motor universal
Comentários Gerais
As primeiras fontes de energia elétrica inventadas pelo ser humano foram as baterias e conseqüentemente a primeira máquina eletromagnética rotativa desenvolvida, foi a máquina de corrente contínua (máquina CC).
Os motores de corrente contínua são de custo elevado e necessitam da fonte de corrente contínua, podendo funcionar com velocidade ajustável numa larga faixa.
São usados em equipamentos onde se exigem controles de grande precisão e flexibilidade.
A utilização dos motores de corrente contínua foi importante não só pela necessidade de motores com velocidade controlável mas por apresentarem torque elevado em rotações baixas, como por exemplo, no transporte ferroviário.
Comentários Gerais

No caso do motor CC cujos enrolamentos de campo e de armadura são conectados a fontes CC distintas (excitação independente), o ajuste da velocidade pode ocorrer através da variação da tensão na armadura (rotor) e/ou pela variação da corrente de campo (estator).
A versão série do motor c.c., também conhecida por Motor Universal, é um motor que apresenta um conjugado (torque) bastante elevado em rotação baixa (pouca velocidade). O Motor Universal é bastante utilizado em eletrodomésticos.
Curiosidade
EFEITO II – Força Eletromagnética: quando um condutor, atravessado por
corrente elétrica
, é imerso em um
campo magnético
, surge sobre o condutor uma
força mecânica
;

f
=
B
il
(Força de Lorentz)
O motor série pode funcionar com alimentação em CA visto que o enrolamento de campo (série) e de armadura são percorridos pela mesma corrente. Assim, quando a corrente inverte sua polaridade, no mesmo instante o campo também muda sua orientação produzindo torque sempre na mesma direção (unidirecional). Em outras palavras, o sentido do fluxo produzido pelo campo e o sentido da corrente de armadura mudam ao mesmo tempo, mantendo o sentido da força eletromagnética e, portanto do torque.

Os motores universais são adequados para acionamento em corrente alternada de vários eletrodomésticos (liquidificadores, aspiradores de pó, furadeiras).
Máquinas elétricas fazem a interface entre um sistema mecânico e um sistema elétrico;
O acoplamento entre os dois sistemas ocorre através do campo magnético;
São denominadas
máquinas CA
quando ligadas a um sistema de corrente alternada;
São denominadas
máquinas CC
quando ligadas a um sistema de corrente contínua.
O motor de faraday
Conversão Eletromecânica de Energia
Máquinas Elétricas Rotativas
Conversão Eletromecânica de Energia
Máquinas CA são ditas:
Síncronas:
quando a velocidade do eixo estiver em sincronismo (velocidade igual) com a freqüência da tensão elétrica de alimentação;

Assíncronas:
quando a velocidade do eixo estiver fora de sincronismo (velocidade diferente) com a freqüência da tensão elétrica de alimentação. Quando as correntes no rotor surgem somente devido ao efeito de indução (sem alimentação externa), a máquina é denominada de indução

Máquinas de corrente contínua
(CC),
máquinas de indução
(assíncrona) e
máquinas síncronas
representam os três maiores grupos com aplicações práticas.
Dois fenômenos eletromagnéticos ocorrem no processo de conversão de energia:

EFEITO I - Tensão de Velocidade: quando um condutor imerso em um
campo magnético
é colocado em
movimento
, surge uma tensão induzida em seus terminais;

e=Blv
(Lei de indução de Faraday)
Regra da mão direita para determinar o sentido da força
O enrolamento de campo é colocado no estator;
O enrolamento de armadura é colocado no rotor;
Como motor os dois enrolamentos são alimentados em CC;
O comutador é fundamental para o funcionamento da máquina CC como motor, variando continuamente a direção da corrente no enrolamento de armadura, permitindo que o torque seja não-nulo.
Vantagens:
Permite uma larga faixa de variação de velocidade desde zero até o valor nominal.
Tem alto torque de partida (metrôs, trens, motor de partida de automóveis, etc).
Thomas Edison inspecionando um carro elétrico em 1913.
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