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Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Características construtivas
Campo Armadura
• Enrolamento de campo: produção de fluxo (enrolamento concentrado 
ou a imãs permanentes);
• Enrolamento de armadura: conversão de energia (enrolamento 
distribuído)
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Funcionamento do comutador
Orientação da FMM de armadura:
Produção de força:
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Funcionamento do comutador
Produção de f.e.m.
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Tensão Induzida:
raartart
rt
rt
wKEw
a
PN
e
a
NEwPe
r
P
A
BrwBe
rwBe
....
.
.
..
.
2
.)(...)(.2
..).(.2
Φ=⇒Φ
pi
==⇒
pi
Φ
=
pi
Φ
=
Φ
=θ⇒θ=
θ=
l
l
l
Conjugado Eletromagnético:
aa .pipi
aaeace
aa
cc
cacccc
IKTI
a
PNNTT
a
IP
r
a
IBrfT
aiIrfTiBf
....
.
.
.2.
2
..
...)(.
. & ..).(
Φ=⇒Φ
pi
===
pi
Φ
=θ==
==→θ=
l
l
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Tipos de Máquinas C.C.
•Maq. Excitação Independente
•Máq. Excitação Derivação
•Máq. Excitação Série
•Maq. Excitação Composta
Aplicações:
• Motor em acionamentos de alto desempenho: 
laminadores, elevadores, máquinas ferramentas, etc.
• Geradores em aplicações específicas:
• Geração em automóveis e aviões;
• Sistemas de Excitação para geradores síncronas;
• Tacogeradores, etc.
•
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Reação de Armadura em Máquinas C.C.
• Apesar dos campos de armadura e da bobina 
de excitação estarem com eixos magnéticos de-
fasados de 90o, existe um acoplamento magné-
tico devido a distribuição espacial destes cam-
pos;
• Há um aumento de densidade de fluxo em um 
lado da sapata polar e um decréscimo no lado 
oposto da mesma;oposto da mesma;
• Consequências:
� Desalinhamento da linha neutra.
� Distorção da onda de distribuição espa-
cial dos campos;
• Problemas:
� Faiscamento entre escova e lâminas 
(tensão induzida na bobina em comu-
tação);
� Redução do fluxo médio polar;
� Possibilidade de “flashover” entre 
lâminas.
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Reação de Armadura em Máquinas C.C.
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Reação de Armadura em Máquinas C.C.
Soluções Tecnológicas Utilizadas:
• 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;
• Atuações no processo de comutação:
� Defasamento de escovas;
� Linha neutra;
�Material das escovas;
• Efeitos da alimentação por conversores 
estáticos
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Motor Excitação Independente
• Duas fontes independentes para campo e 
armadura;
• Equivalente ao motor derivação se fonte 
de armadura for de impedância interna 
desprezível;
{ }
básica e velocidad 
.K
V
w
.K
T
 I I..KT
If I.RV
w..K E I.REV
a
a
o
a
e
aaae
fffwf
raaaaaa
⇒
Φ
=
Φ
=⇒Φ=
=Φ⇒=
Φ=⇒+=
[ ] e2a
a
a
a
r T
.K
R
.K
V
w
Φ
−
Φ
=
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Motor Excitação Independente
Características:
• Queda de velocidade devido a 
perda na resistência de armadura
Tensão de armadura variável Resistência de armadura variável
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Métodos de Partida e Frenagem de Motores C.C.
Critérios de Partida/Frenagem:
• Reduzir níveis de corrente na partida/frenagem evitando perturbações no 
sistema elétrico;
• Garantir rapidez nos processos de partida/frenagem (produtividade);
• Conservação de energia: eficiência
Métodos de Partida:
• Partida Resistiva : inclusão de resistências na armadura
• Partida a Tensão de Armadura Variável
Métodos de Frenagem:
• Frenagem Dinâmica: inclusão de resistências na armadura
• Frenagem por Contra-corrente: inversão da fonte de alimentação
• Frenagem Regenerativa: a tensão de armadura variável
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Partida Resistiva de Motores C.C.
[ ]
[ ] anoma
a
noma
anom
r I
.K
RR
.K
V
w
Φ
+
−
Φ
=
S1 S2 S3 S4
R1 R2 R3 R4
Observação:
A partida sempre é feita com 
campo pré-excitado em seu valor 
máximo
Ia
Wr
Iamax
Iamin
Característica natural
w1 w2 w3 w4
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Métodos de Partida e Frenagem a Tensão Variável
Características:
• Partida e frenagem a corrente constante;
• Pressupõe o uso de conversores estáticos;
• Frenagem regenerativa
Ia Característica naturalIa
Wr
Ianom
Característica natural
-Ianom
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Frenagem Dinâmica de Motores C.C.
S1 S2 S3 S4
R1 R2 R3 R4
Wr
Ia
-Iamax
-Iamin
Característica natural
w1w2w3w4
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Frenagem por Contra-Corrente de Motores C.C.
S1 S2 S3
R1 R2 R3
-Vt
Ia
Característica natural
-Iamax
-Iamin
w1w2w3
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Métodos de Variação de Velocidade de Motores C.C.
Figuras de Mérito:
• Garantir capacidade de conjugado;
• Ampla faixa de variação de velocidade (adequação 
ao processo);
• Conservação de energia: eficiência [ ]RRV +
Métodos de Variação de Velocidade:
• Variação de Resistência de Armadura
• Variação de Tensão de Armadura
• Variação de Tensão de Campo
[ ]
[ ] aa
a
a
a
r I
.K
RR
.K
V
w
Φ
+
−
Φ
=
R
Va
Φ
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Variação da Resistência de Armadura
[ ]
[ ] e2noma
a
noma
anom
r T
.K
RR
.K
V
w
Φ
+
−
Φ
=
Característica natural
• Perda da capacidade de 
conjugado
• Perda de energia
0≤wr≤wrnom
Ia
Wr
Ianom
w2 w1 wnom
Característica da carga
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Variação da Tensão de Armadura
[ ] e2noma
a
noma
a
r T
.K
R
.K
V
w
Φ
−
Φ
=
Garantia de Capacidade 
de Conjugado
Ia
Característica natural
VanomVa2 Va1Va3Va4Va5Va6
Ia
Wr
Ianom
w2 w1 wnom
Característica da carga
0≤wr≤wrnom
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Variação da Tensão de Campo
[ ] e2a
a
a
anom
r T
.K
R
.K
V
w
Φ
−
Φ
=
Ia
Φnom
Φ1
• Enfraquecimento de campo
• Limitado pela reação de armadura
Ia
Wr
Ianom
w2w1wnom
wr>wrnom
Φ1
Φ2
carga
Acionamentos Elétricos – Máquinas de Corrente Contínua 
Operação a Conjugado Constante e Potência Constante
Características:
• Limite Térmico: Ia = constante
• Limites Elétricos: Va = constante 
Φ =mínimo
Conjugado Constante:
0≤wr≤wrnom: fluxo constante
Va variável
Potência Constante:
wr > wrnom: fluxo variável
Va constanteTe
Va constanteTe
Wr
Ea.Ia=cte Ea.Ia=cte
Te=cte