33768 MOTOR CC ATUAL

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MÁQUINAS ELÉTRICAS 
 
Máquina de Corrente Contínua - MOTOR DC 
 
Os motores de corrente contínua são máquinas CC usadas 
como motores. Como discutido nas leituras sobre gerador, a 
mesma máquina física pode atuar tanto como motor quanto 
gerador. A diferença está na direção do fluxo de potência. 
Neste caso, a máquina recebe energia elétrica e converte em 
energia mecânica que é disponibilizada no eixo, para 
acoplamento de uma carga. 
 
 
 
 
 
 
 
TIPOS DE MOTORES DC 
 
1. Motor CC de ímã permanente 
 
2. Motor CC de excitação separada 
 
3. Motor CC shunt 
 
4. Motor CC série 
 
5. Motor CC composto 
 
 
 
 
 
 
 
TIPOS DE MOTORES DC 
 
Circuito equivalente de um motor dc 
 
Como o motor cc é a mesma máquina física do gerador cc, seu 
circuito equivalente é exatamente o mesmo do gerador com 
exceção da direção do fluxo de corrente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A tensão interna gerada na máquina é dada abaixo: 
 
EA=kΦω 
 
O torque desenvolvido pela máquina é dado por: 
 
T=kΦIA 
 
As duas equações acima, juntamente com a lei de Kirchhoff do 
circuito de armadura e a curva de magnetização da máquina 
são ferramentas necessárias para analisar o comportamento e o 
desempenho de um motor cc. 
 
 
 
 
 
 
 
MOTORES SHUNT E DE EXCITAÇÃO SEPARADA 
 
Um motor cc de excitação separada pode ser definido como 
aquele cujo circuito de campo é suprido a partir de uma fonte 
de potência constante. 
 
No caso de um motor shunt, o circuito de campo é alimentado 
diretamente através dos terminais de armadura do motor. 
 
A Figura1 mostra o circuito equivalente de um motor cc de 
excitação separada, enquanto a Figura 2 mostra o do shunt. 
 
Obs: Quando a tensão de alimentação do motor é assumida 
constante não existe diferença real entre o comportamento das 
duas máquinas. 
 
 
 
MOTORES SHUNT E DE EXCITAÇÃO SEPARADA 
 
 
 
 
 
 
 
Figura1: Circuito equivalente de um motor CC de excitação 
separada, 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Circuito equivalente de um motor CC shunt. 
 
Características terminais de um Motor Shunt CC 
 
A característica de terminal (saída) é um gráfico que relaciona 
as variáveis de saída entre si. 
 
Para o motor, as variáveis de saída são o torque no eixo e a 
velocidade. Ou seja, é o gráfico do torque de saída versus 
velocidade. 
 
A pergunta é: Como um motor shunt responde a aplicação 
da carga ? 
 
Suponha que a carga no eixo do motor é elevada. Então o 
torque da carga excederá o torque desenvolvido da máquina, e 
dessa forma ocorrerá uma redução da velocidade. 
 
 
 
 
 
 
Acontece que quando a velocidade do motor diminui, há uma 
queda na tensão interna EA = KΦω 
 
Entretanto, a corrente de armadura IA = (VT – EA )/RA aumenta. 
 
Como a corrente de armadura aumenta, o torque desenvolvido 
no motor aumenta Tdes = kΦIA . 
 
E finalmente, o torque desenvolvido igualará ao torque da 
carga em uma velocidade mecânica de rotação menor. 
 
 
 
 
 
GRÁFICO QUE ILUSTRA O COMPORTAMENTO 
DA CARACTERÍSTICA x VELOCIDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
No gráfico (a) a máquina apresenta enrolamento de 
compensação que tem o objetivo de anular o efeito causado 
pela reação de armadura. 
 
No gráfico (b), apresenta o comportamento com o fenômeno 
da reação de armadura que reduz o fluxo na máquina. Essa 
redução provoca aumento da velocidade. 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
Como é possível controlar a velocidade de um motor cc shunt ? 
 
1) Ajuste da resistência de campo ( e assim o fluxo de campo) 
2) Ajuste da tensão terminal aplicada a armadura 
3) Inserindo resistores em série no circuito de armadura 
 
Mudança na resistência de campo 
 
Para compreender o que acontece quando a resistência de campo é 
variada, assuma que a resistência de campo aumenta. 
 
Se a resistência de campo aumenta, então a corrente de campo 
diminui. 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
IF = VT / RF 
 
 
Com a redução da corrente de campo, o fluxo também 
diminui. 
 
 Uma redução no fluxo causa uma redução instantânea na 
tensão interna gerada EA=KΦω, causando um grande aumento 
na corrente de armadura da máquina. 
 
IA = (VT – EA )/RA 
 
 O torque no motor é dado por Tdes=KΦω. Desde que o fluxo 
na máquina diminui enquanto a corrente de armadura aumenta, 
o que prevalecerá ? 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
O aumento da corrente predomina sobre o decréscimo no 
fluxo, e o torque desenvolvido aumenta: 
 
Tdes=K Φ IA 
 
 Desde que o torque desenvolvido é maior que o torque de 
carga, a velocidade do motor aumenta. 
 
 Entretanto, quando a velocidade aumenta a tensão interna 
também aumenta o que provoca uma redução da corrente de 
armadura. 
 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
 A redução da corrente de armadura faz com que o torque 
desenvolvido também se reduza. E finalmente, mai uma vez o 
torque se iguala ao torque de carga numa velocidade mais alta 
que a velocidade inicial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
Variação da tensão de armadura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nesse método, envolve a mudança na tensão aplicada à 
armadura sem mudar a tensão aplicada ao campo. 
Semelhante ao caso de excitação separada. 
 
 
=k IA 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
 Quando a velocidade aumenta, a tensão interna gerada EA 
aumenta, o que provoca a redução da corrente de armadura. 
 
 
 
 A redução da corrente de armadura provoca a redução do 
torque desenvolvido internamente, fazendo com que o torque 
desenvolvido seja igual ao torque resistente (torque da carga), 
entretanto numa velocidade superior. 
 
 
 
 
 
 
AE k 
=k IA 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O gráfico acima mostra o efeito na velocidade quando 
aumenta-se a tensão de armadura. 
 
 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
Inserindo um resistor em série com o circuito de armadura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
No controle através da resistência de campo, quanto menor a 
corrente de campo mais rápido o motor gira. Isto se aplica 
também ao motor de excitação separada. 
 
Já o aumento da corrente de campo causa um decréscimo da 
velocidade e por este motivo existe uma velocidade mínima 
que se consegue atingir através deste controle. O aumento da 
corrente de campo será limitada pelo limite de aquecimento 
dos enrolamento de campo. 
 
 
 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
VELOCIDADE BASE 
 
Se o motor estiver operando com sua tensão terminal nominal, 
potência e corrente de campo então ele está funcionando na 
velocidade nominal, também conhecida como velocidade 
base. 
 
Através da resistência de campo pode controlar a 
velocidade do motor acima da velocidade base, mas não 
para velocidades abaixo da base. 
 
Por que? 
 
 
 
CONTROLE DE VELOCIDADE DE 
MOTORES CC SHUNT 
 
Através da armadura, pode-se controlar a velocidadedo 
motor para velocidades abaixo da velocidade base, mas não 
para velocidade acima da base. 
 
Por que? 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
MOTOR SÉRIE 
 
 
 
 
 
 
 
 
Torque desenvolvido no motor cc série 
 
Sabemos que o torque desenvolvido pela máquina é dado por: 
 
 
 
 
 
 
T A A A SV E I (R R )  
Ak I  
De maneira simplificada, o fluxo é proporcional a corrente 
de armadura. 
 
 
Substituindo a equação acima na equação do torque 
desenvolvido. 
 
 
Como podemos interpretar a equação acima? 
 
Característica terminal de um motor cc série 
 
Para encontrar a característica terminal de um motor cc série, a 
análise será feita baseando-se no comportamento linear da 
curva de magnetização. 
 
 
 
AcI 
2
A Ak I kcI   
A suposição para curva de magnetização linear implica que o 
fluxo no motor é dado por: 
 
 
A dedução da característica torque-velocidade é estabelecida a 
partir da lei de Kirchhoff: 
 
 
 
Da equação , a corrente de armadura é dada por: 
 
 
 
Como , substituindo na equação geral da máquina: 
 
 
 
 
AcI 
T A A A SV E I (R R )  
2
A Ak I kcI   
AI
kc


AE k 
 T A SV k R R
kc

  
A corrente de armadura é dada por: 
 
 
 
O torque desenvolvido é dado por: 
 
 
 
O fluxo pode ser calculado como: 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
AI
c


2k
c
  
c
k
  
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 T A SV k R R
kc

  
c
k
  
 T A S
c
V k R R
k kc

  
 
 
A S
T
A ST
R R
kc V
kc
R RV
kckc

   

  

Gráfico que ilustra a característica velocidade x torque de um 
motor série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
Quais conclusões podemos tirar sobre o gráfico? 
 
 
 
 
 
MOTOR COMPOSTO CUMULATIVO 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
a) Shunt longo 
b) Shunt curto 
 
MOTOR COMPOSTO CUMULATIVO 
 
A lei Kirchhoff para o motor composto: 
 
 
 
A força magnetomotriz resultante é dada por: 
 
 
O sinal positivo está associado com o motor composto 
cumulativo e o sinal negativo com o composto diferencial. 
 
 
. 
 
 
 
 
T A A A SV E I (R R )  
R SH SEF F F 
MOTOR COMPOSTO CUMULATIVO