Máquinas Elétricas I Aula 13 Prof.: Samuel Bettoni

Máquinas Elétricas IAula 13

Prof.: Samuel Bettoni

Partida de Motores de CC

Partida de Motores de CC Introdução

Um dos instantes mais críticos na operação de um motor é no momento de sua partida.

Nesse momento um motor solicita uma corrente muito maior (geralmente entre 6 a 10 vezes) do que na operação normal, devido à mudança do estado de inércia do motor.

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Partida de Motores de CC Introdução

Há duas exigências durante a partida de um motor: Tanto o motor quanto as linhas de alimentação devem

estar protegidos contra um alto valor de corrente durante o período da partida, colocando-se uma resistência externa em série com o circuito de armadura;

O torque de partida no motor deve ser o maior possível para fazer o motor atingir sua velocidade máxima em menor tempo possível.

Existem duas formas simples de limitar a corrente de partida. A primeira é a inserção de resistores em série com a armadura. A outra é o controle da tensão aplicada.



Partida de Motores de CC No instante em que aplicamos a tensão V nos

terminais da armadura, para iniciar a rotação do motor, não existe força contra-eletromotriz, já que a velocidade é nula.

Os únicos fatores que limitam a corrente são a queda de tensão nos contatos das escovas e a resistência no circuito de armadura, Ra.

a

tsta R

BDVII

Onde,BD : queda de tensão nas escovasIst: corrente de partida



Partida de Motores de CC Exemplo 1:

Um motor shunt CC de 120V possui uma resistência de armadura de 0,2 Ω e uma queda no contato das escovas de 2V. A corrente nominal a plena carga é de 75 A. Calcule a corrente no instante da partida, e o seu percentual em relação à situação nominal.

%78610075

590_

5902,0

2120

xA

Apercentualrelação

AR

BDVI

a

tst



Partida de Motores de CC Exemplo 2: Motor CC independente:

5 HP ; 240V ; Ia nominal = 16,2 A; Ra = 0,73 Ω;

Para este motor



Partida de Motores de CC Os exemplos anteriores servem para ilustrar o

dano que pode acontecer no motor durante uma partida;

Mas isso pode ser corrigido quando limitamos essa corrente de partida através de uma resistência externa (dispositivo de partida)



Partida de Motores de CC A corrente nos exemplos acima, são

excessivas devido à falta de FCEM no instante da partida;

À medida que o motor inicia a rotação, a FCEM cresce proporcionalmente a velocidade;

Para se limitar a corrente utilizamos um reostato para diminuir a corrente de partida;

Essa resistência é progressivamente reduzida à medida que o motor adquire velocidade.



Partida de Motores de CC A equação da corrente de armadura (ou

corrente de partida) é então modificada e tem a seguinte forma:

O valor do resistor de partida, na velocidade nula ou em qualquer outra velocidade, pode ser calculado a partir da equação dada acima.

sa

ata RR

BDEVI

Onde,Rs : resistor externo



Partida de Motores de CC Exemplo 3:

Um motor shunt CC de 120V possui uma resistência de armadura de 0,2 Ω e uma queda no contato das escovas de 2V. A corrente nominal a plena carga é de 75 A. Calcule os valores da resistência de partida para limitar a corrente do motor dada as seguintes situações:

a) na partida, para uma carga de 150% superior ao valor nominal;

b) com uma FCEM igual a 25% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal;

c) com uma FCEM igual a 50% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal;



Partida de Motores de CC Solução do Exemplo 3:

a) na partida, para uma carga de 150% superior ao valor nominal;Na partida, Ea = 0,

b) com uma FCEM igual a 25% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal;

c) com uma FCEM igual a 50% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal;

85,02,0755,1

2120

xR

I

BDVR a

a

ts

58,02,0755,1

230120

xR

I

BDEVR a

a

ats

32,02,0755,1

260120

xR

I

BDEVR a

a

ats



Partida de Motores de CC

Pelo exemplo 3, podemos ver que foi requerido um valor decrescente de resistência à medida que o motor desenvolvia uma força contra-eletromotriz (Ea) devido a aceleração do rotor.



Partida de Motores de CC Abaixo é apresentado os três tipos básicos de motores CC

com o dispositivo de partida:



Reação da Armadura

Reação da Armadura Até agora consideramos apenas que a força

magnética atuando num motor CC é devida a excitação do enrolamento de campo.



Motor operando sem carga

Reação da Armadura Entretanto, a corrente fluindo nos condutores

da armadura também criam uma força magnética que distorce e enfraquece o fluxo vindo dos pólos da máquina.

Essa distorção e enfraquecimento do campo magnético ocorre tanto nos motores quanto nos geradores.



Reação da Armadura Quando o motor está

operando sem carga, não há fluxo distorcendo o fluxo principal da máquina;

Mas quando a armadura conduz a corrente nominal, esses condutores criam uma força magnética considerável. Se considerarmos somente essa força atuando temos a seguinte situação:



Reação da Armadura O resultando desses dois fluxos atuando na

máquina é a distorção e o enfraquecimento do campo resultante.



Reação da Armadura As consequências práticas dessa situação é:

Comutação pobre com faíscas nas escovas;

Para grandes máquinas, a diminuição do fluxo pode chegar a 10% e isso causa uma redução considerável na velocidade (aumento) da máquina com carga.



Reação da Armadura É necessário algum método no qual os efeitos

da reação da armadura sejam compensados, ou os fatores que a causam sejam neutralizados.

Os métodos que se destacam são: Enrolamento de comutação ou interpolos

Minimizar faiscamento através do alinhamento automático da linha neutra;

Enrolamento de compensação Minimizar a distorção de fluxo e suas consequências.



Reação da Armadura Enrolamento de comutação ou interpolos



Reação da Armadura Enrolamento de compensação



Reação da Armadura



Referências Bibliográficas[1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; “Máquinas

Elétricas”, 6ª ed., Bookman, 2006.

[2] Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas Elétricas; Prentice-Hall; 1994.

[3] Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e Transformadores; Globo; 2005.



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