PROFESSOR: MARCOS BUZINARO Alunos: cleidson menezes silva jeovane marcelo menezes de mesquita

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • INTRODUÇÃO

  • Atualmente, estamos passando por várias transformações nas indústrias e há uma exigência de aperfeiçoamento nos métodos de produção, bem como uma racionalização deles, mediante a automação e controle de processos envolvidos.

  • Devido a isso, estamos passando por uma necessidade de controle e uma grande variação de velocidade e torque em máquinas elétricas.

MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica.

  • É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando.

  • Existem dois tipos: Máquinas de Corrente Alternada, Máquinas de Corrente Contínua.

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Figura 1- Motores Elétricos

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  • MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA

  • São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada.

  • Seu prinípio de funcionamento é baseado no campo girante, que surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicado em pólos defasados.

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  • MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA

  • Existem dois tipos que são os principais:

  • Motor de síncrono que funciona com uma velocidade constante utilizando um induzido que possui um campo pré definido

  • Motor de indução que funciona normalmente com velocidade estável, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo.

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  • DEFINIÇÃO DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Máquinas de corrente contínua é uma máquina capaz de converter energia mecânica em energia elétrica (gerador) ou energia elétrica em mecânica (motor).

  • Os motores de corrente contínua têm tradicionalmente grandes aplicações nas indústrias.

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MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Principais Características

• Fácil controle de velocidade;

• Fabricação cara;

• Cuidados na partida;

• Uso em declínio.

• Geradores e Motores

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  • PARTES DE UMA MÁQUINA DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Rotor

  • Comutador

  • Estator

  • Escovas

  • Eixo

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  • Partes Constituintes do Rotor

  • Núcleo Magnético: é constituído de um pacote de chapas de aço magnético laminadas, com ranhuras axiais para alojar o enrolamento da armadura;

  • Enrolamento da Armadura: é composto de um grande número de espiras em série ligadas ao comutador. O giro da armadura faz com que seja induzida uma tensão neste enrolamento;

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  • Partes Constituintes do Rotor

  • Comutador: é constituído de lâminas de cobre (lamelas) isoladas umas das outras por meio de lâminas de mica (material isolante). Tem por função transformar a tensão alternada induzida numa tensão contínua;

  • Eixo: é o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor a uma carga a ele acoplada.

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  • Partes Constituintes – Estator

  • Enrolamento auxiliar de campo: igualmente alojado sobre o pólo principal. À semelhança do enrolamento de compensação, tem por função compensar a reação da armadura reforçando o campo principal;

  • Pólos de Comutação: são alojados na região entre os pólos e constituídos por um conjunto de chapas laminadas justapostas;

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  • Partes Constituintes – Estator

  • Enrolamentos de Comutação: são percorridos pela corrente de armadura, sendo ligados em série com este. Têm por função facilitar a comutação e evitar o aparecimento de centelhamento no comutador;

  • Enrolamento de Compensação: são alojados em ranhuras na superfície dos pólos de excitação (sapatas polares). Têm por finalidade eliminar os efeitos do campo da armadura e melhorar a comutação. É mais comum em máquinas de alta potência, devido ao custo adicional de fabricação e dos materiais;

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  • Partes Constituintes – Estator

  • Conjunto Porta-Escovas e Escovas: o porta-escovas é a estrutura mecânica que aloja as escovas. É montado de tal forma que possa ser girado para um perfeito ajuste da comutação da máquina. As escovas são constituídas de material condutor e deslizam sobre o comutador quando este gira; elas são pressionadas por molas contra a superfície do comutador. As escovas também conectam o circuito externo da máquina com o enrolamento da armadura.

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  • PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO

  • Repulsão/atração entre pólos magnéticos

  • Ação dos campos magnéticos sobre as correntes.

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  • PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO

  • O rotor do motor precisa de um torque para iniciar o seu giro.

  • Este torque (momento) normalmente é produzido por forcas magnéticas desenvolvidas entre os pólos magnéticos do rotor e aqueles do estator.

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  • PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO

  • Forças de atração ou de repulsão, desenvolvidas entre estator e rotor, 'puxam' ou 'empurram' os pólos móveis do rotor, produzindo torques, que fazem o rotor girar mais e mais rapidamente.

  • Após esse ponto, o rotor passa a girar com velocidade angular constante.

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  • PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO

  • Tanto o rotor como o estator do devem ser 'magnéticos', pois são essas forças entre pólos que produzem o torque necessário para fazer o rotor girar.

  • Uma vez que as correntes elétricas produzem campo magnético essa bobina se comporta como um ímã permanente, com seus pólos N (norte) e S (sul).

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  • PRÍNCIPIO DE FUNCIONAMENTO

  • Essas atrações e repulsões bem coordenadas e que fazem o rotor girar.

  • A inversão do sentido da corrente, no momento oportuno, é a condição indispensável para a manutenção dos torques 'favoráveis', aos quais garantem o funcionamento dos motores.

  • E por isso que um motor não pode ser feito exclusivamente com imas permanentes.

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  • Operando como gerador de corrente contínua

  • Se trata de um gerador

  • A energia mecânica é suprida pela aplicação de um torque da rotação do eixo da máquina

  • Exemplo: Turbina Hidráulica, Turbina Eólica

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  • Operando como motor de corrente contínua

  • Energia elétrica é fornecida aos condutores do enrolamento da armadura pela aplicação de uma tensão elétrica tem seus terminais pelo anel comutador (coletor).

  • Fazendo com que se circule uma corrente elétrica nesse enrolamento que produz um campo magnético no enrolamento da armadura.

  • Ao girar o anel comutador muda a posição dos pólos magnéticos norte e sul do campo da armadura e como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo.

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  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Excitação independente ou separada nesta configuração o circuito de excitação da máquina é alimentada por uma fonte adicional independente ou separada da fonte de corrente contínua que alimenta a armadura.

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  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Excitação série o circuito do enrolamento de campo que produz a excitação está em série com o circuito de armadura, sendo assim necessária apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura.

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  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Excitação shunt ou em derivação (paralelo) o circuito do enrolamento de campo que produz a excitação está em paralelo ou em derivação com o circuito de armadura.

  • É necessária apenas uma fonte de corrente contínua para alimentar o circuito de armadura e de campo, pois ambos os circuito estão em paralelo.

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  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • Excitação Composta com dois enrolamentos de excitação, um em série e outro em derivação, podendo existir o esquema de ligação longo ou curto e composto aditivo ou subtrativo

  • Neste esquema de ligação utilizam-se uma combinação da excitação série e shunt

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  • CLASSIFICAÇÕES DAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

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  • CONTROLE DE VELOCIDADE DE MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

  • A velocidade pode ser dada pelo número de rotações do eixo com relação ao tempo

  • Expressa em unidades de rotações por minuto(RPM)

  • Se um motor puder manter velocidade praticamente constante para diferentes cargas, podemos dizer que o motor apresenta uma boa regulação de velocidade.

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  • POTÊNCIA DAS MÁQUINAS DE CORRENTES CONTÍNUAS

  • Para escolher um motor para acionar uma determinada carga, é preciso conhecer o conjugado requerido pela carga e a rotação que essa carga deve ter em condições nominais.

  • Conhecendo-se também o tipo de acoplamento e possível saber qual e a rotação nominal do motor.

  • Potência normalmente é expressa em kW que é um múltiplo do Watt.

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