SEMINARIO DE MAQUINAS CC UNIDADE I

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MÁQUINAS ELÉTRICAS
MÁQUINAS CC e MAQUINAS DE INDUÇÃO
CAMPINA GRANDE 
2020
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CENTRO UNIVERSÍTÁRIO MAURICIO DE NASSAU 
CAMPUS DE CAMPINA GRANDE
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA ELETRICA
CAMPINA GRANDE 2020
RAGNA TÁBITA GOMES DA SILVA-04017969
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ÍNDICE 
1.Máquinas de Corrente Contínua;
2.Máquinas de Indução;
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INTRODUÇÃO
	
	O Motor elétrico é a máquina destinada a transformar energia elétrica em energia mecânica. Sendo os mais usados de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando, com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.
	A utilização em grande escala de motores elétricos se deve em grande parte ao tipo de energia utilizada (energia elétrica), considerada uma energia limpa e de baixo custo.
	Estima-se que cerca de 40% da energia elétrica consumida no país é destinada ao acionamento de motores elétricos em geral.
	.
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MOTORES DE CORENTE CONTINUA 
	As máquinas de corrente contínua podem ser utilizadas tanto como motor quanto como gerador.
 
	Porém, uma vez que as fontes retificadoras de potência podem gerar tensão contínua de maneira controlada a partir da rede alternada, pode-se considerar que, atualmente, a operação como gerador fica limitada aos instantes de frenagem e reversão de um motor.
 
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MOTORES DE CORENTE CONTINUA 
Elementos da Máquina Rotativas
– Estator
	
– Rotor
– Enrolamento de Armadura
– Enrolamento de Campo
Estrutura típica motor CC
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MOTORES DE CORENTE CONTINUA 
Elementos da Máquina Rotativas
ELEMENTOS DE MAQUINA CC
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	 – Típico acionamento de um motor CC
 
 
 
 
 
Ra = resistência de armadura
La = indutância de armadura
MOTORES DE CORENTE CONTINUA 
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ELEMENTOS DA MÁQUINA CC – PARTES IMPORTANTES
• Estator
– Parte fixa da máquina
–Contém um enrolamento (chamado campo), que é alimentado diretamente por uma fonte de tensão contínua; no caso de pequenos motores, o estator pode ser um simples imã permanente.
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Rotor
Parte girante da máquina
Contém um enrolamento (chamado armadura), que é alimentado por uma fonte de tensão contínua através do comutador e escovas de grafite.
 
ELEMENTOS DA MÁQUINA CC – PARTES IMPORTANTES
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ELEMENTOS DA MÁQUINA CC – PARTES IMPORTANTES
Comutador
Sua função é trocar periodicamente o sentido da corrente na armadura de tal modo a garantir que o torque tenha sempre o mesmo sentido e impeça que a armadura fique parada em uma posição de equilíbrio
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ELEMENTOS DA MÁQUINA CC – PARTES IMPORTANTES
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FUNCIONAMENTO
MAQUINA CC
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FUNCIONAMENTO
GERADOR CC
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FUNCIONAMENTO
FUNÇÃO TRANFERÊNCIA
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FUNÇÃO TRANFERÊNCIA
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FUNÇÃO TRANFERÊNCIA
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FUNÇÃO TRANFERÊNCIA
FUNÇÃO TRANFERÊNCIA
CONCEITO
Vantagens
 
Alto torque na partida e em baixas rotações
Ampla variação de velocidade
Facilidade em controlar a velocidade
Os conversores CA/CC requerem menos espaço
Flexibilidade (vários tipos de excitação)
Relativa simplicidade dos modernos conversores CA/CC.
Controle fino de torque
Controle fino de velocidade
Podem funcionar com velocidades ajustáveis entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão
 
Desvantagens
Os motores de corrente contínua são maiores e mais caros que os motores de indução, para uma mesma potência.
Maior necessidade de manutenção (devido aos comutadores)
Arcos	e	faíscas	devido	à	comutação	de	corrente	por	elemento mecânico (não pode ser aplicado em ambientes perigosos)
Necessidade de medidas especiais de partida, mesmo em máquinas pequenas.
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MAQUINAS DE INDUÇÃO
	O motor de indução é o motor CA mais usado, por causa de sua simplicidade, construção robusta, baixo custo de fabricação e boas características de funcionamento.
	Estas características do motor de indução resultam do fato de ser o rotor uma unidade auto-suficiente que não necessita de conexões externas. O nome do motor de indução é derivado do fato de serem induzidas correntes alternadas no circuito do rotor, pelo campo magnético girante produzido nas bobinas do estator.
	Os tipos básicos de motores de indução são os trifásicos e os monofásicos.
	Os motores de indução monofásicos, normalmente potências baixas, têm grande aplicação, principalmente, em utilização doméstica. Por outro lado, os motores de indução trifásicos são utilizados na maioria dos acionamentos na indústria.
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MOTORES DE INDUÇÃO – TIPOS DE ROTORES
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MAQUINAS DE INDUÇÃO
Rotor de gaiola:
 	Formado por barras metálicas acomodadas nas ranhuras do rotor e curto-circuitadas nos finais por anéis metálicos (cobre ou alumínio).
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MAQUINAS DE INDUÇÃO
Rotor bobinado
	É envolvido por um enrolamento isolado semelhante ao enrolamento do estator. Os enrolamentos de fase do rotor (trifásico) são trazidos para o exterior através de três anéis coletores montados sobre o eixo do motor. O enrolamento do rotor não está ligado a nenhuma fonte de alimentação.
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
VELOCIDADE DO MOTOR
	A velocidade de um motor de indução é determinada pela frequência da corrente de alimentação do motor e pelo número de pares de pólos do estator.
n
p
S
 120  f
onde:
ns  velocidade síncrona ou velocidade do campo magnético girante, (rpm);
f  freqüência da corrente do estator ou freqüência da rede (alimentação), Hz;
p  número total de pólos.
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
Lei de Faraday: "Sempre que através da superfície abraçada por um circuito tiver lugar uma variação de fluxo (d f /dt), gera-se nesse circuito uma força electromotriz induzida (e). Se o circuito for fechado, será percorrido por uma corrente induzida". 
Lei de Lenz: "O sentido da corrente induzida é tal que esta, pelas suas acções magnéticas, tende sempre a opor-se à causa que lhe deu origem".
Lei de Laplace: "Sobre um condutor rectilíneo, percorrido por corrente, mergulhado num campo magnético, é exercida uma força electromagnética que é proporcional à indução magnética (B) a que ele está sujeito, à corrente (I) que o percorre, ao seu comprimento (l) e ao seno do ângulo que ele forma com a indução (sen )".
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
O motor de indução também é conhecido por motor assíncrono, exatamente por não poder funcionar na velocidade síncrona. A diferença percentual entre as velocidades do campo girante e do rotor é chamada de deslizamento O deslizamento também é comumente chamado de escorregamento. Quanto menor for o escorregamento, mais se aproximarão as velocidades do rotor e do campo girante (velocidade síncrona). 
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
H

n  f  60
2 P
1 pólo N + 1 pólo S
1 par de pólos
2 conjuntos de enrolamentos:
Campo girante perfaz uma rotação de 180º correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f)
1 conjunto de enrolamentos (3 fases): Campo girante perfaz uma rotação de 360º correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f)
2P = 1
n = 3.000 rpm
2P = 2
n = 1.500 rpm
2P = 3
n = 1.000 rpm
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
% 
n
S
S
 n  100%
 nS
onde:
S(%)  escorregamento percentual, %;
nS  velocidade síncrona (ou velocidade do campo girante), rpm; 
 n  velocidade de funcionamento do motor (ou velocidade do rotor), rpm.
VELOCIDADE SÍNCRONA E ESCORREGAMENTO
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
	A placa de características, fixada no corpo do motor, informa sobre o fabricante, sobre os valores nominais do motor e outros.
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
	Em funcionamento como motor, a máquina absorve potência eléctrica da rede e fornece, potência mecânica no veio. Este é o modo de funcionamento mais comum da máquina assíncrona.
	As perdas que ocorrem num motor são, essencialmente, as seguintes:
As perdas eléctricas aumentamacentuadamente com a carga aplicada ao motor. Estas perdas, por efeito de Joule, podem-se reduzir aumentando a secção dos condutores.
As perdas magnéticas ocorrem nas lâminas de ferro do estator e do rotor. São devidas ao efeito de histerese e às correntes induzidas (correntes de Foucault), variam com a densidade do fluxo e a frequência. Estas perdas podem ser reduzidas através do aumento da secção do ferro no estator e no rotor, através do uso de lâminas delgadas e do melhoramento dos materiais magnéticos.
As perdas mecânicas são devido à fricção dos elementos, ventilação e perdas devido à oposição do ar. Podem ser reduzidas, usando elementos com baixa fricção e com o aperfeiçoamento dos sistemas de ventilação.
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
	
Os três enrolamentos do estator, antes de serem ligados à rede trifásica, têm de ser ligados entre si. A ligação dos enrolamentos pode ser feita em estrela ou em triângulo.
LIGAÇÃO EM ESTRELA E TRIÂNGULO
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FUNCIONAMENTO DE MOTOR DE INDUÇÃO
	
LIGAÇÃO TRIÂNGULO
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MOTOR DE INDUÇÃO
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CONSIDERAÇÕES FINAIS 
	
	O motor de corrente contínua com a sua versatilidade de controle de torque e rotação, associado aos modernos conversores estáticos torna-se uma alternativa atrativa para muitas aplicações industriais. Quanto à instalação e parametrização dos conversores estáticos, o técnico deve seguir as orientações do fabricante e dos manuais técnicos dos produtos.
	É de suma importância adquirir conhecimentos sobre maquinas e motores Independente de se AC, CC ou DC, saber identificar o que compõem , suas principais atuações e aplicações e mais um meto de adquirir conhecimento de forma analisar cada um tipo de funcionamento e método.
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REFERÊNCIAS 
1. DC Motors, Speed Controls, Servo Systems, 3rd ed., Engineering Handbook, Electro-
Craft Corporation, 1975. 
2. A. E. FitzgeraId, C. Kingsley and A. Kusko, Electric Machinery, 3rd ed., McGrawHill 
Book Company, New York, 1971. 
3. L. W. Matsch, Electromagnetic and Electromechanical Machines, Intext Educational 
Publisher, College Division of Intext, San Francisco, Califomia, 1972. 
4. B. C. Kuo and J. Tal (eds.) DC Motors and Control Systems, SLR Publishing Co., 
Champaign, Illinois, 1978.
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