Classificação das máquinas CC - Reação transversal da armadura

Prévia do material em texto

MAEE6 – MÁQUINAS 
ELÉTRICAS
Conceitos básicos sobre:
Classificação das máquinas CC
Reação transversal da armadura
219
1. Classificação dos tipos de motor CC
1/10
- Dependendo do tipo de motor CC, o campo
magnético (B) pode ser proveniente:
a) de imãs permanentes;
b) de uma bobina instalada no estator também
conectada a uma fonte CC.
- A existência de duas bobinas no motor CC, uma no
rotor e outra no estator, originou uma classificação
de três tipos de motores CC.
https://www.mecanicaindustrial.com.br/wp-content/uploads/2017/07/motor-corrente-continua.jpg
2/10
1.1. Tipo de motores elétricos CC
Imã Permanente Enrolamento Série Enrolamento Shunt Enrolamento Compound
Escovas
Estator
Comutador
Armadura
Fo
nt
e:
 A
da
pt
ad
o 
de
 P
et
ru
ze
lla
(2
01
3)
- Alto torque de partida
- Aplicação limitada para baixa potência em 
razão da limitação de carga 
- Alto torque de partida para baixa velocidade
- Não recomendados em aplicações de carga 
variável e velocidade constante
- Adequado para cargas pesadas em aplicações em 
guindastes, elevadores, etc
- Baixo torque de partida para baixa velocidade
- Velocidade constante independente da carga
- Adequados para equipamentos onde a 
velocidade é constante, por exemplo, 
transportadores
- Reúne as características dos dois motores, 
permitindo seu controle
- Pode ser excitado separadamente usando 
conversor CC.
3/10
1.2. Motor de excitação independente CC
- O circuito de excitação da máquina (enrolamento
campo) é alimentado por uma fonte adicional
independente ou separada da fonte CC que alimenta a
armadura.
- Em geral o enrolamento de campo é constituído de
condutores que não suportam grandes correntes, uma
vez que utiliza correntes baixas para produzir o campo
magnético em comparação com as correntes que
circulam no enrolamento da armadura.
4/10
2. Reação transversal da armadura
- Suponha a uma máquina CC operando como gerador em vazio.
- Normalmente o entreferro é uniforme sob as sapatas polares. Neste caso, a distribuição
espacial do fluxo magnético tem o aspecto mostrado abaixo [considerando Ia = 0 (sem
carga), If 0].
Norte
∅
Sul
Sapata
Polar
Sapata
Polar
Região
Interpolar
LNG LNG
LNG – Linha Neutra Geométrica
Ia – Corrente armadura
If – Corrente de campo
𝜃
Região
Interpolar
Região
Interpolar
5/10
2. Reação transversal da armadura
- Suponha agora que exista corrente na armadura Ia 0 e que if=0. A corrente Ia cria um
fluxo magnético cuja distribuição espacial assume a seguinte forma:
Norte
∅
Sul
Sapata
Polar
Sapata
Polar
Região
Interpolar
LNG LNG
LNG – Linha Neutra Geométrica
Ia – Corrente armadura
If – Corrente de campo
ℱ
𝜃
Região
Interpolar
Região
Interpolar
6/10
2. Reação transversal da armadura
- Superpondo os fluxo magnéticos produzidos pelas correntes If e Ia admitindo por enquanto
que o material ferromagnético seja ideal e não satura;
∅
LNG LNG
𝜃
Fluxo resultante
Fluxo produzido 
por If
Fluxo produzido 
por Ia
𝛾
LNM
LNM – Linha Neutra Magnética
LNG – Linha Neutra Geométrica
𝛾 ângulo entre LNM e LNG
- Observe na figura que o ponto
onde o fluxo magnético é nulo é
denominado de LNM que forma um
ângulo (gamma) com a LNG.
Quanto maior Ia maior o ângulo
gama ( ).
7/10
2. Reação transversal da armadura
- Nesse caso, existe duas consequências na reação da armadura:
a) O deslocamento da linha neutra. Se as escovas forem colocadas
na LNG haverá um campo magnético não nulo sobre elas. Essa
presença do campo induz uma tensão que são curto circuitadas
pelas escovas produzindo faíscamento no comutador e dissipação
do calor.
Ao deslocar as escovas para LNM o problema desaparece, no
entanto, o ângulo gama depende de Ia e como ela varia não há
ponto único.
Para pequeno motores desloca-se as escova para LNM.
8/10
2. Reação transversal da armadura
Para máquinas de médio/grande
porte, resolve-se este problema
construindo-se interpolos (pequenos
pólos) entre os polos principais e que
conduzem a corrente Ia.
Escovas
Interpolos
Bobinas de Campo 
(excitação)
9/10
2. Reação transversal da armadura
b) Efeito desmagnetizante da reação da armadura
Se não existir saturação, o fluxo por polo resultante na
máquina não altera, pois o fluxo de Ia se soma ao fluxo
If sob uma metade da sapata polar e subtrai na outra
metade. Porém, só não haverá saturação se a corrente
de If (baixa excitação) e Ia (baixa carga) forem baixas.
Quando há saturação, o fluxo por polo resultante
diminui, afetando o torque do motor (T=k.Φ.Ia) e a
voltagem induzida na armadura (Ea=k.Φ.ω).
∅
LNG LNG
𝜃
Sem saturação
Com saturação
Com saturação
10/10
2. Reação transversal da armadura
Para resolver este problema, do efeito
desmagnetizante da armadura, pode-se:
- Superdimensionar o circuito
magnético, porém, isto aumenta
demasiadamente o peso da
máquina, e também seu custo.