Conversão de Energia I Aula 5.6 Departamento de Engenharia Elétrica Máquinas de Corrente Contínua Prof. Clodomiro Unsihuay Vila
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.
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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
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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