acionamento_de_maquinas_e_motores

Figura - Armadura do motor D.C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura – Estator do motor D.C 
CARACTERÍSTICAS DE CAMPO 
 "Campo magnético estacionário, produzindo um fluxo constante no espaço. O rotor contém 
os condutores que transportam corrente e sobre os quais reage o campo magnético para produzir 
o conjugado eletromagnético". 
 
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 O campo magnético estacionário é produzido pela (s) bobina (s) de campo que ficam no 
estator (parte fina) do motor. Nos motores Shunts este campo é produzido pela bobina shunt, já 
nos motores série pela bobina série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura – Motor D.C. elementar 
 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS D.C 
Fisicamente, o motor D.C. é idêntico ao gerador D.C.. Na verdade, a mesma máquina pode ser 
usada intercambiavelmente como motor ou gerador. Quando a máquina é usada como gerador, o 
conjugado magnético é desenvolvido pelos condutores de armadura, opondo-se ao conjugado de 
propulsão do motor primário. Quando a máquina é usada como motor o conjugado magnético 
desenvolvido é contrariado pelo conjugado da carga mecânica, impulsionada pelo motor. Como 
motor, a máquina tire vantagem do conjugado magnético desenvolvido e sua saída pode ser 
considerada como sendo conjugado e velocidade. 
O rotor consiste de: 
 
1. Eixo da armadura - imprime rotação à armadura, enrolamentos e comutador conectado ao 
eixo. 
2. Núcleo da armadura - construído de lâminas de aço a fim de prover uma baixa relutância 
entre os Pólos. O núcleo contém ranhuras axiais na sua periferia. 
3. Enrolamento da armadura - constituído de bobinas, isoladas entre si e do núcleo. Os 
terminais das bobinas são eletricamente ligados ao comutador. 
4. Comutador - O qual providencia o chaveamento para o processo de comutação. O 
comutador consiste de segmentos de cobre isolados entre si e do eixo. 
 O rotor das máquinas D.C. têm as seguintes funções: 
 (1) Permite rotação para ação geradora ou ação motora; 
 (2) Produz a ação de chaveamento necessária para comutação; 
 (3) Contém os condutores que produzem o torque eletromagnético; 
 (4) Propicia uma faixa de baixa relutância para o fluxo. 
 
 O estator da máquina D.C. consiste de: 
 Daqui deduz que Tm fica: 
 
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 1 - Carcaça - Estrutura de aço, ferro fundido ou laminado que serve não só para suporte do 
rotor como também providencia uma faixa de retorno do fluxo do circuito magnético 
criado pelos enrolamentos de campo. 
 2 - Enrolamentos de campo - Consiste de espiras cujos Amperes-Espiras (Ae) produzem 
força magnetomotriz que geram f.e.m ou uma força mecânica. 
 3 - Pólos - Constituído de ferro laminado aparafusados e na sua extremidade é formada uma 
sapata afim de distribuir o fluxo uniformemente. 
 4 - Interpólos - Estão localizadas na região interpolar, entre os pólos principais. É ligado em 
série com o circuito de armadura de modo que a f.e.m produzida pelo mesmo seja 
proporcional à corrente de armadura. 
 
 
 
 - CARACTERÍSTICAS DE REGIME DOS MOTORES D.C. 
 
 - Momento eletromagnético (Torque) 
 
Para um motor sob tensão V, corrente de armadura Ia e uma rotação N, em cada condutor de 
comprimento l', percorrido pela corrente ia e sujeito a um campo Bx, constante ao longo desse 
condutor, surgirá uma força eletromagnética de interação Fx dada por; 
Fx = Bx.l'.ia 
com o mesmo sentido que N. 
 
No eixo do motor cria-se, então, um momento dado por; 
Tm fx Da=
2
 
Tm Bx l ia Da= . ' .
2
 
ia Ia
a
=
φKIaTm = 
Veja, portanto, que o torque eletromagnético produzido no rotor do motor é função da corrente 
de armadura (corrente que percorre os condutores do rotor) e o campo no qual está inserido este 
rotor. 
 
 - FORÇA CONTRA-ELETROMOTRIZ OU TENSÃO GERADA NO MOTOR 
 Ia 
 + 
 
 
 
 
 V εc 
 - 
 
 _ 
 
Figura – Motor D.C. 
 
 
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Nos motores de corrente contínua a armadura em movimento, é percorrida por uma corrente (Ia) 
e ao mesmo tempo está no interior de um campo magnético de densidade B, produzido pelo 
enrolamento de campo. Nessa armadura será induzida uma F.e.m ( força eletromotriz ), cujo 
efeito produzido por esta, será oposto ao da corrente Ia (Lei de Lenz) e conseqüentemente à 
tensão terminal V, que alimenta a armadura. 
Com base nisto esta F.e.m induzida , é denominada de força contra-eletromotriz (f.c.e.m.) e 
representada por Ec. 
O circuito da fig.7 pode, então, ser representado por: 
 Ia 
 + 
 
 
 
 
 V εc 
 
 
 
 _ 
 
Figura – Circuito simplificado do motor D.C. 
 
 Existem vários caminhos para se chegar à equação da f.c.e.m.mostraremos um caminho 
simples e aplicativo. 
 Lembramos da relação Ec = Bxl`v, que nos dará a f.e.m por condutor. 
 A velocidade v = πDaN, onde Da é o diâmetro da armadura e N é a velocidade em 
ciclos/segundo. 
 * Lei de Faraday - todo condutor, percorrido por corrente elétrica e sujeito à variação de um 
campo magnético, tem induzida em seus terminais uma tensão, denominada força eletromotriz 
induzida ( f.e.m ). 
** Lei de Lenz - A corrente induzida tem um sentido tal que seu efeito se opõe ao sujeito da 
causa que lhe deu origem. 
 l' é o comprimento ativo do condutor, ou seja, à parte do condutor que está no interior do 
campo Bx. 
 Como a armadura possui Nc condutores e p pares de pólos a força eletromotriz total induzida 
na armadura será: 
NDal
p
NcBmedEc ..'..
2
. π= onde, Bmed p
D
= 2 φπ 
logo , 
NKEc ...φ= 
 ou seja, 
 
 P.S.: A força eletromotriz induzida na armadura é proporcional à intensidade do campo de 
excitação e a velocidade do motor. 
 Porque esta f.e.m chama-se força contra-eletromotriz? 
 Retornaremos ao modelo de circuito mostrado na fig. abaixo. 
 
 
 
 
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 Ia 
 
 + 
 
 
 
 
 V εc 
 - 
 
 
 _ 
 
 Figura – motor D.C. 
 
Caso o motor não fosse alimentado pela tensão V a fem Ea, induzida na armadura criaria uma 
corrente na direção dos terminais da máquina. Como o motor é alimentado com uma tensão V, 
superior a fem Ea a corrente resultante Ia, é no sentido contrário, entrando na armadura, porém o 
efeito da fem Ea é contrário ao da tensão terminal V, daí a mesma passa a ser chamada de força 
contra-eletromotriz (fcem = Ec). 
 
VELOCIDADE DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA. 
Vamos expandir um pouco mais nosso modelo da fig. 5. Por este modelo temos que V = Ea o 
que nos daria corrente de armadura nula ( Ia=0 ), portanto não teríamos torque desenvolvido no 
eixo do motor ( Tm = K.Ia.0 ). Sabemos, no entanto, que isto não é verdade tanto é que o motor 
gira a uma certa velocidade. Se o motor gira é porque existe uma diferença entre a tensão 
terminal ( V ) e a f.c.e.m. ( Ec ) resultando numa corrente de armadura ( Ia ). Como já sabemos 
que, para a máquina funcionar como motor a tensão V deve ser superior a fcem Ec, temos: 
 V = Ec + ∆V 
Quem é então essa diferença ∆V? 
Essa diferença de tensão é