Conversão de Energia I

Aula 5.6

Departamento de Engenharia Elétrica

Aula 5.6

Máquinas de Corrente Contínua

Prof. Clodomiro Unsihuay Vila

Determinação da velocidade de rotação do motor

( )

TKK

KK

TRRV

w

Z

Z

Faa

m⋅⋅

⋅⋅+−

=( )

KK

RR

TKK

V

Z

Fa

Z

a

⋅

+−

⋅⋅=

Motor série

Conversão de Energia I

Bobinas de campo estão em série com oenrolamento da armadura;

Só há fluxo no entreferro da máquinaquando a corrente da armadura for diferentede zero (máquina carregada)

Conjugado é função quadrática dacorrente, uma vez que o fluxo é praticamenteproporcional à corrente de armadura;

Motores de Corrente Contínua

Motor universal ou motor com excitação série

proporcional à corrente de armadura;

Conjugado elevado em baixa rotação;

Velocidade extremamente elevada quandoo motor é descarregado, por isso não serecomenda utilizar transmissões por meio depolias e correias.

Conversão de Energia I

Motor série Universal

• Se o estator e o rotor são laminadas apropriadamentepara que as perdas CA por correntes parasitas sejamreduzidas o motor resultante é referido como motor sérieUniversal.

• Eles funcionam com CA ou CC apresentandocaracterísticas similares.características similares.

• São usados onde um baixo peso é importante: (1500-15000 RPM).

• O conjugado tende a ser menor com CA que com CC:Maior queda de tensão (Impedância) e Menor fluxo(devido a saturação).

• Proporciona a maior potencia por centavo, às custasde ruído, vida relativamente curta e alta velocidade.

Um motor série, 220 [V], 7 [Hp] está acoplado mecanicamente a umventilador. Quando operando em 300 [rpm] é fornecida ao motor umacorrente de 25 [A] através de uma fonte CC de 220 [V] . Não há resistênciaexterna conectada ao circuito de armadura (Rae = 0). O torque requeridopelo ventilador é proporcional ao quadrado da velocidade. Ra = 0,6 [Ω] eRsr = 0,4 [Ω]. Negligenciado o efeito da reação da armadura e as perdasrotacionais.a) Determine o torque mecânico desenvolvido pela máquina.b) Se a velocidade de rotação for reduzida para 200 [rpm] pela inserção daresistência (Rae) no circuito de armadura. Determine o valor da resistência.

Exercício

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resistência (Rae) no circuito de armadura. Determine o valor da resistência.

Maquinas de CC de Ímã Permanente

• Aplicações de baixa potência• O enrolamento de campo é substituído por ímãs

permanentes.• Vantagens: Menor espaço, menor custo , menor perdas.• Desvantagens: Risco de desmagnetização (Devido altas• Desvantagens: Risco de desmagnetização (Devido altas

correntes e sobreaquecimento do ímã), limitado B deentreferro)

• Estator lisa consistindo em uma carcaça cilíndrica dematerial magnético permanente.

Conversão de Energia I

Conversão de Energia I

Agrupando os elementos relacionados as características construtivas damáquina CC, chegamos na seguinte equação:

Tensão induzida - máquina CC

2 60

a a

a pico m pico

P Z P ZE n

a aφ ω φ

π

⋅ ⋅= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅

Ka quando a velocidade for expressa em radianos por segundo e KE é aconstante do enrolamento quando a velocidade for expressa em rotaçõespor minuto.

ZP ⋅ ZP ⋅

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a

ZPK a

a⋅⋅

⋅=

π2 a

ZPK a

E⋅

⋅=

60

Em operação a tensão média entre escovas varia em função do fluxomáximo concatenado numa espira e da velocidade de rotação da máquina.

.a a pico m E pico

E K K nφ ω φ= ⋅ = ⋅ ⋅

Torque no motor

Torque do motor em função dos parâmetros elétricos.

2

60m

nπω

⋅ ⋅=

.

: Constante de conjugado do motor.

a m m

m a pico

E K

K K

ω

φ

=

=

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Substituindo na equação do torque, tem-se:

1a a m a

m

T E I K Iω

= ⋅ ⋅ = ⋅

Exercício

• Mede-se a resistência de armadura de um pequeno motor CC e obtém-se 178 mΩ com uma tensão aplicada de 9 , observa-se que o motor opera a vazio observa-se que o motor opera a vazio com uma velicidade de 14600 rpm e uma corrente de 437 mA. Calcule

• a) as perdas rotacionais• B) a constante de conjugado do motor