T961- LaboratóriodeConversãodeEnergia

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Fundação Edson Queiroz 
 UNIFOR - Universidade de Fortaleza 
 Av. Washington Soares 1321 – Edson Qu eiroz – CEP.: 60811-905 – Fortaleza – CE 
 Fone Geral: (085) 477.3000 – Fo ne CCT: (085) 477.3161 – Fone Coordenação: 3477-3049 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO DE 
CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
Professores: Clauson Sales do Nascimento Rios 
 Halisson Alves de Oliveira 
2 
 
 
 
 
 
Índice 
 
 
 
 
 
Ensaio I - Motor CC, Parte I 
Ensaio II - Motor CC, Parte II 
Ensaio III - Gerdaor CC com Excitação Independente 
Ensaio IV - Gerador cc - Shunt 
Ensaio V - Gerador cc - Composto 
Ensaio VI - Motor cc - Ligação shunt 
Ensaio VII - Motor cc - Ligação série 
Ensaio VIII - Motor cc - Ligação composta 
Ensaio IX -Controle de velocidade com SCR, Parte I 
Ensaio X -Controle de velocidade com SCR, Parte II 
Ensaio XI - Transformador monofásico 
Ensaio XII - Polaridade de transformadores 
Ensaio XIII - Regulação de transformadores 
Ensaio XIV - O autotransformador 
Ensaio XV - Transformador em paralelo 
Ensaio XVI - Transformador de distribuição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO I: Motor CC, Parte I 
 
OBJETIVOS: 
1- Examinar a construção de um motor/gerador de cc. 
2- Medir as resistências de seus enrolamentos. 
3- Estudar os valores nominais das correntes dos vários enrolamentos. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
Motores de corrente contínua são muito utilizados em aplicações onde se deseja velocidades 
ajustáveis, assim como para aplicações onde se requer um conjugado (torque) de valor elevado. Na 
atualidade se utilizam motores de c. c. de potência fracionária nas indústrias de transportes, em 
automóveis, trens e aviões, em ventiladores, ar condicionados, e aquecedores de degeladores; 
também movem os limpadores de para-brisa, levantam e baixam assento de vidros de janelas. São 
também muito úteis na partida dos motores à gasolina e a diesel nos carros, caminhões, tratores e 
barcos. 
O estator contém um ou mais enrolamentos por polo, sendo todos projetados para transportar 
corrente contínua, consequentemente produzindo um campo magnético. O estator e o rotor estão 
contidos no motor sendo este último comumente chamado de armadura. 
A armadura e seu enrolamento estão localizados no meio do campo magnético, e quando o 
enrolamento transporta uma corrente, um torque é desenvolvido, causando a rotação do motor. Há 
um comutador conectado ao enrolamento da armadura: na realidade, o comutador é um dispositivo 
mecânico que serve para que a corrente de armadura, em qualquer polo do estator, circule sempre 
no mesmo sentido, sem importar a posição. Se não se utilizar um comutador, o motor só poderá 
dar uma fração de volta e logo parará. 
 
INSTRUMENTOS E COMPONENTES: 
 
Módulo do Motor/Gerador de CC EMS 8211 
Módulo da Fonte de Alimentação (0-120Vcc) EMS 8821 
Módulo de Medição de CC (20/200V, 500mA, 2,5 A) EMS 8412 
Cabos de ligações 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência! 
Não faça nenhuma conexão com a fonte ligada! 
A fonte deverá ser desligada após a execução de cada medida! 
 
1- Examine a construção do módulo do motor/gerador de c. c. EMS 8211 prestando particular 
atenção ao motor, ao reostato, às conexões, aos terminais e a fiação. Note que a carcaça do 
motor foi projetada de maneira que se possa ver facilmente sua construção interna. A maioria dos 
motores comerciais não possuem esta construção aberta. 
 
2- Olhando o motor pela parte traseira do módulo: 
a- Identifique o enrolamento da armadura; 
4 
 
b- Identifique os pólos do estator; 
c- Quantos pólos existem no estator? 
d- O enrolamento do campo derivação em cada pólo do estator é composto de muitas espiras 
com fio de pequeno diâmetro. Identifique o enrolamento do campo derivação; 
e- O enrolamento do campo série está situado no interior do enrolamento do campo derivação 
sobre cada pólo do reator, e se compõem de poucas espiras com fio de grande diâmetro. 
Identifique o enrolamento do campo série. 
 
3- Olhando o motor pela parte da frente do módulo: 
 
a- Identifique o comutador; 
b- Aproximadamente quantas barras (segmentos) existem? 
c- A posição neutra das escovas está indicada por uma linha vermelha marcada na carcaça 
do motor. Identifique. 
d- Quantas escovas existem? 
e- As escovas podem ser posicionadas sobre o comutador movimentando-se a alavanca de 
ajuste das escovas para a direita ou para a esquerda da linha indicadora vermelha. 
Movimente a alavanca para ambos os lados e retorne a mesma para a posição neutra. 
 
4- Olhando a parte frontal do módulo: 
 
a- O enrolamento do campo derivação (composto de muitas espiras de fio fino) está ligado 
em quais terminais?; 
b- O enrolamento do campo série (composto de poucas espiras de fio grosso) está ligado 
em quais terminais?; 
c- O valor nominal da corrente de cada enrolamento está marcado na face do módulo. Você 
seria capaz de responder as perguntas (a) e (b) tendo somente esta informação? Explique 
sua resposta; 
d- As escovas (segmentos do comutador e enrolamento do indutor) estão ligadas em quais 
terminais. 
 
5- O reostato, montado na face do módulo, está projetado para controlar, e suportar com segurança, 
a corrente do campo derivação. 
a- O reostato está conectado em quais terminais? 
b- Qual o valor nominal de sua resistência? 
c- Qual a corrente que ele suporta? 
d- Qual a potência máxima que ele pode dissipar 
 
6- Você agora poderá medir a resistência de cada enrolamento do motor usando o método do 
voltímetro-amperímetro. Com esta informação você poderá calcular as perdas de potência para 
cada um dos enrolamentos. Usando os módulos EMS da fonte de alimentação, dos medidores 
de CC e do motor/gerador de CC, ligue o circuito mostrado na figura 1.1. 
 
5 
 
 
 
7- Ligue a fonte de alimentação. 
a- Aumente lentamente a tensão CC até fazer fluir no enrolamento campo derivação uma 
corrente de 0,3 A, conforme indicado pelo amperímetro 0-500mAcc (este é o valor da 
corrente nominal do enrolamento do campo derivação); 
b- Meça e anote a tensão através do enrolamento do campo derivação; 
c- Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação; 
d- Calcule a resistência do enrolamento do campo derivação; 
e- Calcule a potência I2R (perdas) do enrolamento do campo derivação. 
 
8- Ligue o circuito da figura 1.2. 
a- Este é o mesmo circuito da figura 1.1 exceto que o enrolamento do campo em paralelo foi 
substituído pelo enrolamento do campo série e o amperímetro de 500mAcc foi também 
substituído pelo amperímetro 5Acc; 
b- Ligue a fonte e aumente lentamente a tensão CC até fluir no enrolamento do campo série 
uma corrente de 3 A conforme indicação do amperímetro 5Acc (este é o valor nominal da 
corrente do enrolamento do campo série). Cuidado! Avance o controle de tensão 
vagarosamente porque só será necessária pouca tensão; 
c- Meça e registre a tensão através do enrolamento de campo série; 
d- Retorne a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação; 
e- Calcule a resistência do enrolamento do campo de série; 
f- Calcule a potência I2R (perdas) do enrolamento do campo série. 
 
 
+ - 
 
 
 CAMPO SÉRIE 
 
 
 
 
Figura 1.2 
 
 
9- Ligue o circuito mostrado na figura 1.3. 
 
a- Este é o mesmo circuito da figura 1.2 exceto que o enrolamento da armadura (mais as 
escovas) substituíram o enrolamento do campo série; 
b- Ligue a fonte. Aumente lentamente a tensão de c. c. até fazer fluir no enrolamento da 
armadura uma corrente de 3A conforme indicado do amperímetro de 5 Acc (este é o valor 
nominal da corrente do enrolamento da armadura); 
 
 
 mA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
N 
+ 
+ 
- 
0 - 120 VccV CAMPO 
DERIVAÇÃO 
Figura 1.1 
 7 
 N 
0 - 120 Vcc V 
A 
+ 
 
6 
 
c- Meça e anote a tensão através do enrolamento da armadura (mais as escovas); 
d- Reduza a tensão a zero e desligue a fonte; 
e- Calcule a resistência do enrolamento da armadura (mais as escovas). 
f- Calcule as perdas de I2R do circuito (mais as escovas) 
 
 
Figura 1.3 
 
 
10- Gire o enrolamento da armadura aproximadamente 50 para a esquerda. 
a- As escovas estão agora fazendo contato com diferentes segmentos do comutador; 
b- Repita o procedimento 9. 
 
11- Gire a armadura mais 15 para a esquerda. 
a- Repita o procedimento 9; 
b- Anote os resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
0 - 120 Vcc 
 
N 
 
A 
+ 
V 
+ 
 
 1 
 2 
7 
 
 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO II: Motor CC, Parte II 
 
OBJETIVO: Localizar a posição neutra das escovas. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
Para que um motor de c. c. funcione, é necessário que flua uma corrente pelo enrolamento 
da armadura. O estator deve produzir um campo (fluxo) magnético com um enrolamento em 
derivação ou em série (ou ainda, uma combinação de ambos). 
O conjugado que se produz num motor de c. c. é diretamente proporcional a corrente da 
armadura e ao campo do estator. Por outro lado, a velocidade do motor é determinada 
principalmente pela voltagem da armadura e do campo do estator. A velocidade do motor aumenta 
quando a voltagem aplicada à armadura aumenta. E a velocidade do motor também aumenta 
quando se reduz o campo do estator. Na realidade a velocidade pode aumentar de forma perigosa 
quando, por acidente, se anula o campo do estator. O motor de c. c. que se usa aqui, foi projetado 
para suportar possíveis condições de excesso de velocidade. 
 
INSTRUMENTOS E COMPONENTES: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação (0-120Vca) EMS 8821 
Módulo do Motor/Gerador de CC EMS 8211 
Módulo de medida de CA (0-100V) EMS 8426 
Cabos de ligações 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após cada medida individual. 
 
 
ENCONTRAR A POSIÇÃO NEUTRA 
 
1- Você deve agora, determinar a posição neutra das escovas do motor de c. c. por meio de uso de 
corrente alternada. Com os módulos da fonte de alimentação, dos medidores de c. a., e do 
motor/gerador de c. c., ligue o circuito conforme mostra a figura 2.1. Os terminais 4 e N da fonte 
de alimentação fornecerá tensão variável 0-120Vca, quando se fizer girar o dial do controle da 
tensão de saída. 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 NÃO LIGUE A FONTE AGORA!! 
 
 
2- Desengate o módulo do motor/gerador de c. c. e puxe para frente 4 polegadas. Alcance por trás 
da placa dianteira do módulo, a alavanca de posicionamento das escovas, deslocando-a para sua 
posição máxima na direção dos ponteiros do relógio. Não retorne o módulo a sua posição primitiva 
(você irá mais tarde, movimentar novamente as escovas). 
 
3- Ligue a fonte de alimentação. Avance, lentamente, o controle de saída de tensão até o voltímetro 
de c. a., ligado aos enrolamentos do campo derivação (shunt), indique aproximadamente 80Vca 
(A voltagem de c. a. no campo de derivação se induz por ação da corrente alternada que 
atravessa a armadura). 
 
4- Cuidadosamente alcance por trás da face frontal do módulo (de preferência conservando a outra 
mão em seu bolso) e movimente as escovas de uma extremidade a outra. Você notará que a 
tensão induzida através do campo de c. a. vai cair a zero e depois aumentará novamente quando 
se aproxima as escovas para a outra posição anti-horária. 
a- Deixe as escovas na posição onde a tensão induzida é zero. Este é o ponto neutro do 
motor/gerador de CC. Todas as vezes que você usar o motor/gerador de c. c. as escovas deverão 
estar nesta posição neutra. 
b- Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação. Volte a colocar o módulo do 
motor/gerador de c. c. no lugar e desligue o circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 
 
 
 
 
 2 
 
 
 
 
 7 
 120 Vca 
 
ARMADURA 
 N 
 5 
 6 
V 
CAMPO EM 
DERIVAÇÃO 
Figura 2.1 
9 
 
 
 FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO III: Gerador CC com Excitação Independente 
 
OBJETIVOS: 
1 - Estudar as propriedades do gerador de c. c. shunt com excitação em separado (ou 
independente) sob condições a vazio e a plena carga. 
2 - Obter a curva de saturação do gerador. 
3 - Obter a curva de tensão da armadura em função da corrente de armadura do gerador. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
Uma máquina de c. c. pode funcionar tanto como motor ou como gerador. Como motor ele 
converte potência elétrica em potência mecânica e enquanto como gerador converte potência 
mecânica em potência elétrica. Um gerador deve, portanto, ser mecanicamente acionado para poder 
produzir eletricidade. 
Como o enrolamento do campo é um eletroímã, uma corrente deve fluir através dela para 
produzir um campo magnético. Esta corrente é chamada de corrente de excitação, e pode ser 
suprida ao enrolamento do campo por duas maneiras: ela pode vir de uma fonte de c. c. separada, 
externa, e o gerador será chamado de gerador com excitação independente; ou ela poderá vir da 
própria saída de gerador, sendo o gerador, neste caso, chamado de gerador auto excitado. 
Suponha, que o campo shunt é excitado por uma corrente c. c., criando assim um campo 
magnético no gerador. Se o rotor (ou mais corretamente, a armadura) estiver girando pela aplicação 
de um esforço mecânico no eixo, as bobinas da armadura cortarão o fluxo magnético e uma tensão 
será induzida nos mesmos. 
Esta tensão induzida nas bobinas (e, portanto, a tensão de c. c. nas escovas) depende 
somente de duas coisas: da velocidade da rotação e da intensidade do campo magnético. Se a 
velocidade for dobrada, a tensão é dobrada também. Se a intensidade do campo for aumentada de 
20%, a tensão também aumentará de 20%. 
Embora a excitação em separado requeira uma fonte de c. c. separada, ele é útil nos casos 
onde um gerador deve responder rapidamente e precisamente a uma fonte de controle externa, ou 
quando a tensão de saída deve ser variada em um intervalo grande. 
Se nenhuma carga elétrica está conectada ao gerador, nenhuma corrente fluirá e somente 
aparece uma tensão de saída. Porém se for ligada uma resistência de carga a saída, fluirá uma 
corrente e o gerador começará a fornecer potência elétrica à carga. 
A máquina que aciona o gerador deverá então fornecer potência mecânica adicional. Isto é 
frequentemente acompanhada por um aumento de barulho e vibração do motor e do gerador, junto 
com uma diminuição na velocidade. 
 
INSTRUMENTOS E COMPONENTES: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação EMS 8821 
Módulo de Medida de CC EMS 8412 
Módulo de Medida de CA 
Módulo do Motor / Gerador CC 
EMS 8425 
EMS 8211 
Módulo do Motor / Gerador Síncrono EMS 8441 
Módulo de Resistência EMS 8311 
Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de ligações 
10 
 
 
 PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após a execução de cada medida individual. 
 
CARACTERÍSTICAS A VAZIO 
 
1 - Por causa de sua velocidade constante de funcionamento, o motor síncrono será usado para 
acionar mecanicamente o gerador de CC. Usando os módulos EMS da fonte de alimentação, 
de medida de c. a., do motor síncrono, conecte o circuito mostrado na figura 3.1. 
Figura3.1 
 
NÃO LIGUE A FONTE AGORA. 
 
2 - Os terminais 1, 2 e 3 da fonte, fornecem potência trifásica para três enrolamentos de estator (a 
potência trifásica será estudada em experiências posteriores). Os terminais 8 e N da fonte 
fornecem potência CC fixa para enrolamento do rotor. Ajuste o dial de controle do reostato para 
a posição que proporciona uma excitação normal. 
 
3– Siga os seguintes procedimentos. 
a- Usando os Módulos EMS do motor/gerador de cc e medida de cc conecte o circuito mostrado 
na figura 3.2. 
 
Figura 3.2 
 
6 
A 
 
+ 
5 
N 2 
7 A 1 
V 0 - 120V 
 
11 
 
 
 
b - Conecte o campo “shunt” do gerador, terminais 5 e 6, aos terminais da fonte cc variável; 
c - Ligue o amperímetro de 500 mAcc, conforme indicado na Figura 3.2; 
d - Conecte o voltímetro de 200 Vcc aos terminais de saída do gerador (terminais da armadura 
1 e 2 ); 
e - Acople o motor síncrono com o gerador de c. c. com a correia dentada; 
f - Certifique-se de que as escovas estão em sua posição neutra; 
g - Peça seu instrutor para verificar seu circuito. 
 
4 – Siga os seguintes procedimentos indicados a seguir. 
a- Ligue a fonte. O motor síncrono deverá começar a funcionar; 
b- Varie a corrente IF do campo “shunt”, girando o dial de controle de tensão da fonte de 
alimentação. Note o efeito na saída do gerador (tensão da armadura EA como indicado pelo 
voltímetro de 200 Vcc); 
c- Meça e registre na tabela 3.1 a tensão da armadura EA para cada valor da corrente de 
campo indicado; 
d- Retorne a tensão a zero e desligue a fonte; 
e- Explique porque existe uma tensão na armadura mesmo quando a corrente de campo é 
zero? 
 
 TABELA 3.1 
 
IF ( mA ) 
 
EA ( Volts ) 
 
0 
 
 
 
50 
 
 
 
100 
 
 
 
150 
 
 
 
200 
 
 
 
250 
 
 
 
300 
 
 
 
350 
 
 
 
400 
 
 
 
5 – Continue com os seguintes procedimentos. 
a- Inverta a polaridade do campo shunt permutando os fios dos terminais 5 e 6 do gerador de 
CC; 
b- Ligue a fonte e ajuste para uma corrente de campo IF de 300 mAcc; 
c- Houve a inversão de polaridade na tensão da armadura? 
d- Retorne a tensão a zero e desligue a fonte. 
12 
 
 
 
6 – Siga com os procedimentos 
a- Permute os terminais do voltímetro de 200 Vcc; 
b- Ligue a fonte e ajuste a corrente de campo IF para um valor de 300 mAcc; 
c- Meça e registre a tensão da armadura; 
d- A voltagem da armadura tem aproximadamente o mesmo valor que foi observado no 
procedimento 4 (para um valor de IF de 300 mA), porém com polaridades invertidas? 
e- Retorne a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
7 – Na sequencia faça o seguinte: 
a- Inverta a rotação do motor de acionamento, permutando dois terminais do estator (terminais 
1, 2 e 3) do motor síncrono; 
b- Ligue a fonte e ajuste a corrente de campo IF para 300 mAcc; 
c- Meça e registre a tensão da armadura; 
d- A tensão de armadura é aproximadamente a mesma daquela do procedimento 4 (com uma IF 
de 300 mA). Porém com a polaridade invertida? 
e- Retorne a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
CARACTERÍSTICAS DE CARGA 
 
8 - Usando o módulo de resistência conecte o circuito apresentado na figura 3.3. Coloque os 
interruptores de resistência para que a resistência total de carga seja de 120 Ω. 
 
 
 
Figura 3.3 
 
9 – Ligue a fonte. O motor síncrono deverá começar a funcionar. 
a- Ajuste a corrente IF do campo shunt até o gerador fornecer uma tensão de saída de 120 
Vcc. O amperímetro IA deverá indicar 1 Acc; 
b- Registre a corrente do campo shunt IF. Esta é o valor de IF para a potência nominal de saída 
( 120V x 1A = 120W ) do gerador de CC. 
 
 
10 - Ajuste a resistência de carga as vezes que for necessário para obter cada um dos valores 
listados na tabela 3.2, enquanto é mantido o valor nominal de IF encontrado no procedimento 
9, em seguida meça e registre EA e IA para cada um dos valores da resistência indicadas 
na tabela. 
 
 
 
 A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
I F 
 + - 
 
5 
 
0 - 120 Vca 
 N 
 6 
 I A 
 1 A 
 + 
 E A 
 + 
 V 
 - 
R L 
 2 
13 
 
 
 Tabela 3.2 
 RL 
(Ohms) 
IA 
(Amps.) 
EA 
(Volts) 
Potência 
(Watts) 
 
∞ 
 
 
 
 
 
600 
 
 
 
300 
 
 
 
200 
 
 
 
150 
 
 
 
120 
 
 
 
100 
 
 
 
80 
 
 
 
75 
 
 
 
11 - Calcule e registre a potência para cada um dos valores indicados na Tabela 3.2. 
 
12 - Coloque um curto-circuito total na armadura (terminais 1 e 2). 
 
a- Certifique-se de que o dial de controle de tensão da fonte está ajustada para uma corrente de 
campo-zero; 
b- Ligue a fonte de alimentação; 
c- Gradativamente aumente a corrente de campo IF até o motor estular (sair de sincronismo). 
Cuidado! Não deixe o motor na condição de estol por mais de que dois segundos. 
d- Qual é o valor da corrente de campo shunt IF necessária para parar o motor? 
e- Desligue a fonte de alimentação. 
 
NOTA: Curto-circuitado a armadura, a corrente aumenta muito, o qual produz um efeito da 
refreagem forte que faz o motor parar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO IV: Gerador CC - Shunt 
 
OBJETIVOS: 
1 - Estudar as propriedades do gerador de c. c. em derivação (shunt) com auto-excitação, em 
condições de vazio e a plena carga. 
2 - Aprender como se conecta o gerador auto-excitado. 
3 - Obter a curva de tensão da armadura em função da corrente de armadura do gerador. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
O gerador com excitação independente tem muitas aplicações. Entretanto, possui a 
desvantagem de requerer uma fonte de alimentação independente de corrente contínua, para excitar 
o campo shunt. Este é de custo elevado, e em certas ocasiões inconveniente. 
Em um gerador c. c. com auto-excitação, o enrolamento de campo se conecta a saída do 
gerador. Ele pode ser conectado diretamente à saída em série com esta, ou em paralelo, ou então 
usando uma combinação de ambas as conecções. A forma em que o campo se conecta 
(derivação, série, composta) determina as características do gerador. 
Todos os geradores anteriormente citados têm a mesma construção. A auto-excitação é 
possível devido ao magnetismo remanescente dos pólos do estator. Quando a armadura gira, se 
induz uma pequena tensão em seus enrolamentos. Quando o enrolamento do campo se conecta 
em corrente de campo. Se esta pequena corrente de campo flui no sentido adequado, o magnetismo 
remanescente se fortalecerá, o qual aumenta ainda mais a tensão de armadura, e, portanto, se 
produz um rápido aumento de tensão. 
Se a corrente de campo não flui no sentido adequado o magnetismo remanescente se reduz 
e não será gerada tensão. Neste caso a situação se corrige, mudando simplesmente os terminais 
do campo shunt (derivação). A finalidade desta experiência é ilustrar estes pontos importantes. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação ( 120/208Vca, 120Vcc, 0 - 120Vcc ) EMS 8821 
Módulo de Medição de CC EMS 8412 
Módulo de Medição de CA EMS 8425 
Módulo do Motor / Gerador de CC EMS 8211 
Módulo do Motor / Gerador Síncrono EMS 8241 
Módulo de Resistência EMS 8311 Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de ligações 
 
PROCEDIMENTO: 
 
ATENÇÃO: Alta tensão presente nesta experiência! 
Não faça nenhuma conecção com a fonte ligada! 
A fonte deve ser desligada após cada medição individual! 
 
15 
 
1 - O motor síncrono é adequado para acionar o gerador de c. c., devido a sua operação com 
velocidade constante. Conecte o circuito da figura 4.1, usando os módulos EMS da fonte de 
alimentação, de medição de c. a. e do motor síncrono.Figura 4.1 
 
NÃO LIGUE A FONTE AGORA! 
 
2 - Os terminais 1, 2 e 3 da fonte de alimentação fornecem potência trifásica fixa para os 
enrolamentos do estator. Os terminais 8 e N da fonte de alimentação fornecem potência fixa de 
c. c. para o enrolamento do rotor. 
 Ajuste o dial do controle do reostato na posição para uma excitação normal. 
 
3 - Use os módulos EMS do motor/gerador de c. c., medição de c. c. e resistência, para conectar o 
circuito da figura 4.2. 
a- Acople o motor síncrono ao gerador do c. c., por meio da correia dentada; 
b- Assegure-se de que as escovas estão na posição neutra; 
c- Gire o dial de controle do reostato de campo do gerador de c. c., no sentido 
horário para se obter mínima resistência; 
d- Coloque os interruptores das resistências para obter a condição de vazio 
(todos os interruptores abertos). 
 
 
4. Siga os procedimentos. 
a- Ligue a fonte de alimentação. O motor síncrono deve começar a girar; 
b- Observe se a voltagem aumenta (EA); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5 
A 
1 A 
 A V 6 
 
7 
 
8 2 
CAMPO 
SHUNT 
R L 
Figura 4.2 
16 
 
i. - Se não, desligue a fonte de alimentação e troque os cabos do campo shunt 
(derivação), nos terminais 5 e 6; 
ii. - Meça a voltagem com o circuito aberto (EA). 
 
5 - Gire o reostato de campo e observe o que acontece com a voltagem de armadura EA.Varia? 
Explique por que: 
 
6.a - Coloque os interruptores de resistência, em tal forma que a resistência total de carga seja 
120 Ω. Ajuste o reostato de campo para que o gerador forneça uma voltagem de saída de 
120Vcc. O amperímetro que deve indicar 1Acc; 
 b - Este é o ajuste correto do controle do reostato de campo para a potência nominal de saída 
(120V x 120W) do gerador de CC. 
 
 Não toque no controle do reostato de campo durante o experimento. 
 
7.a - Ajuste a resistência de carga quantas vezes forem necessárias para se obter cada um dos 
valores cotados na tabela 4.1. 
 b - Meça e anote EA e IA para cada valor de resistência que aparece na Tabela 4.1. 
 
 Tabela 4.1 
RL 
(Ohms) 
IA 
(Amps.) 
EA 
(Volts) 
Potência 
(Watts) 
∞ 
 
 
 
 
600 
 
 
 
300 
 
 
 
200 
 
 
 
150 
 
 
 
120 
 
 
 
100 
 
 
 
80 
 
 
 
75 
 
 
8 - Calcule e registre a potência para cada um dos valores indicados na tabela 4.1. 
 
9 - Inverta a rotação do motor propulsor, invertendo dois dos três cabos de conecção do estator 
(terminais 1, 2 ou 3) que vão para o motor síncrono. 
a- Elimine a carga do gerador abrindo todos os interruptores das resistências; 
b- Ligue a fonte de alimentação; 
c- Aumentou a voltagem do gerador? Explique por que; 
d- Desligue a fonte de alimentação. 
 
17 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO V: Gerador CC - Composto 
 
OBJETIVOS: 
1 - Estudar as propriedades dos geradores compostos de c. c. sob condições a vazio e a plena 
carga. 
2 - Aprender a conectar ambos os tipos de geradores, composto aditivo e diferencial composto. 
3 - Obter as curvas de tensão de armadura em função da corrente de armadura de ambos os tipos 
de geradores. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
 Os geradores shunt auto excitados têm a desvantagem de quando suas correntes de carga 
variarem de vazio a carga total causam também variações nas suas tensões de saída. Esta 
regulação de tensão elevada se deve a três fatores: 
 
a- A intensidade do campo magnético diminui ao cair a voltagem, o que acaba provocando uma 
nova redução na voltagem da armadura, e etc. 
b- A queda de tensão da armadura (perdas de R.I2 na armadura) ao passar de vazio a plena carga. 
c- A velocidade de funcionamento do motor acionador pode diminuir com a carga (isto é 
particularmente verdadeiro com os motores de combustão interna e com os motores de indução). 
 
 Os dois enrolamentos do campo (shunt e série) dos geradores compostos são conectados de 
maneira tal que seus campos magnéticos se somam. Assim quando a corrente de carga aumenta, 
a tendência é de diminuição do campo magnético devido o enrolamento shunt. Porém, se o mesmo 
aumento na corrente de carga fluir através dos enrolamentos do campo série, a intensidade do 
campo magnético devido o enrolamento série aumentará. 
 Com o adequado número de espiras no enrolamento série, o aumento na intensidade do 
magnetismo compensará a diminuição causada pelo enrolamento shunt. A intensidade do campo 
magnético resultante permanecerá praticamente inalterada e só uma pequena variação na tensão 
de saída será sentida quando a carga variar de vazio para a carga total. 
 Se o campo série for conectado de tal maneira que a corrente de armadura flua em uma direção 
tal a opor-se ao campo shunt, obtêm-se um gerador diferencial composto. Este tipo de gerador tem 
regulação elevada, porém é usada em aplicações tais como solda e lâmpadas a arco; onde manter 
uma corrente constante de saída é mais importante que uma tensão constante de saída. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESÁRIOS: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação (120/208Vca, 120Vcc , 0-120Vcc ) EMS 8821 
Módulo de medida de CC EMS 8412 
Módulo de medida de CA SEM 8425 
Módulo Motor / Gerador de CC EMS 8211 
Módulo do Motor / Gerador Síncrono EMS 8241 
Módulo de Resistência EMS 8311 
Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de ligações 
 
18 
 
P R O C E D I M E N T O: 
 
Cuidado ! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após a execução de cada medida. 
 
1 - Por causa de sua velocidade constante de funcionamento, o motor síncrono deverá ser usado 
para mecanicamente acionar o gerador de CC. Usando os módulos da fonte de alimentação de 
medida de c. a. e do motor síncrono conecte o circuito mostrado na figura 5.1. 
Figura 5.1 
 
NÃO LIGUE A FONTE AGORA! 
 
2 - Os terminais 1, 2 e 3 da fonte fornecem potência trifásica c. a. fixa para os três enrolamentos de 
estator. Os terminais 8 e N da fonte fornecem potência fixa de cc para o enrolamento do rotor. 
Ajuste o dial de controle do reostato da máquina síncrona para uma posição que proporcione uma 
excitação normal. 
 
3 – Siga os seguintes procedimentos. 
a- Usando os módulos EMS do motor/gerador de cc, de medida de cc e resistência, conecte 
circuito mostrado na Figura 5.2; 
b- Acople o motor síncrono e o gerador de cc com a correia dentada; 
c- Ajuste o dial de controle do reostato de campo de gerador de c. c. para sua posição total 
horária para obter uma resistência mínima; 
d- Certifique-se de que as escovas estão na posição neutra; 
e- Coloque os interruptores das resistências em condições de vazio (todos os interruptores 
abertos). 
 
4 – Continue os procedimentos. 
a- Ligue a fonte de alimentação. O motor síncrono deverá começar a girar; 
b- Verifique se a tensão EA aumentou. 
I - Se não, desligue a fonte e permute dois ou três terminais de conecção do estator que 
vão ao motor síncrono; 
Ii - Meça a tensão da armadura de circuito aberto. 
 
 
120 Vcc 
19 
 
 
 
c- Acople o motor síncrono e o gerador de c. c. com a correia dentada. c - Ajuste o dial de controle 
do reostato de campo de gerador de c. c. para sua posição total horária para obter uma 
resistência mínima; 
d- Certifique-se de que as escovas estão na posição neutra. e - Coloque os interruptores das 
resistências em condições de vazio (todos os interruptores abertos). 
 
4. A seguir faça conforme é pedido. 
 
a- Ligue a fonte de alimentação. O motor síncrono deverá começar a girar; 
b- Verifique se a tensão EA aumentou; 
c- Se não, desliguea fonte e permute dois ou três terminais de conecção do 
estator que vão ao motor síncrono; 
d- Meça a tensão da armadura de circuito aberto. 
 
5 - Gire o reostato de campo e observe o que acontece com a voltagem de armadura EA.Varia? 
Explique por que: 
 
 
6 - Ajuste o reostato de campo para uma tensão de saída EA de 120Vcc sem carga (IA = 0 A). 
Não toque no controle do reostato do campo até o término desta experiência. 
 
7 - Ajuste a resistência de carga às vezes que forem necessárias para obter cada um dos valores 
mostrados na Tabela 5.1. 
 
a- Meça e anote EA e IA para cada um dos valores de resistências indicadas na tabela 5.1; 
b- Desligue a fonte de alimentação. c - Calcule e anote a potência de cada uma das resistências 
apresentadas na Tabela 5.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A 
 1 
 3 
 5 6 7 8 
 V 
ARMADURA 
+ 
 - 
R L 
 2 
 4 
Figura 5.2 
 SÉRIE 
SHUNT 
REOSTATO 
DE CAMPO 
20 
 
 Tabela 5.1 
RL (Ohms) IA 
(Amps.) 
EA (Volts) Potência 
(Watts) 
∞ 
600 
300 
200 
150 
120 
100 
80 
75 
 
8 - Troque somente as conexões do campo série, de tal maneira que a corrente de armadura flua 
através dele em direção oposta. 
a- Complete o desenho apresentado na figura 5.3; 
b- Peça ao seu instrutor para verificar o seu circuito. 
 
9- A seguir faça o que se pede. 
a- Ligue a fonte de alimentação; 
b- Ajuste o reostato de campo para que seja obtido um valor de EA de 120 Vcc. c - Não toque 
no reostato depois disto. 
 
 
Figura 5.3 
 
10- Continue com os seguintes procedimentos. 
a- Ajuste a resistência de carga para obter os valores indicados na Tabela 5.2; 
b- Meça e registre EA e IA para cada um dos valores da resistência apresentada na tabela 5.2; 
c- Desligue a fonte de alimentação; 
d- Calcule e anote a potência para cada uma das resistências apresentadas na tabela 5.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 3 
 5 
6 
 ,7 8 
 
4 
 
 A 
 A 
 V 
 + 
+ 
 - 
R L REOSTATO 
DE CAMPO 
CAMPO 
SÉRIE 
CAMPO 
SHUNT 
 2 
21 
 
Tabela 5.2 
RL (Ohms) IA 
(Amps) 
EA (Volts) Potência 
(Watts) 
∞ 
600 
300 
200 
150 
120 
100 
80 
75 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO VI: Motor CC – Ligação Shunt 
 
OBJETIVOS: 
 
1 - Estudar as características do conjugado (torque) em função da velocidade de um motor de c. c. 
com enrolamento shunt (derivação). 
2 - Calcular a eficiência de um motor shunt. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
A velocidade de qualquer motor depende principalmente da sua tensão de armadura e da 
intensidade do campo magnético. No motor shunt o enrolamento de campo e a armadura se 
conectam em paralelo (shunt) diretamente as linhas de alimentação de CC. Se a tensão de c. c. da 
linha for constante, então a tensão da armadura e a intensidade do campo serão constantes 
também. Portanto o motor shunt deveria funcionar em velocidade razoavelmente constante. 
Todavia, a velocidade tende a diminuir quando se aumenta a carga do motor. Esta queda de 
velocidade se deve a principalmente à resistência do enrolamento da armadura. Os motores shunt 
com baixa resistência no enrolamento da armadura funcionam a velocidades quase constantes. 
Semelhante a maioria dos dispositivos de conversão de energia, o motor shunt de c. c. não 
é 100% eficiente. Em outras palavras, toda a potência que é aplicada ao motor não é convertida em 
potência mecânica. A diferença de potência entre a de entrada e a de saída é dissipada em forma 
de calor, e constitui o que é conhecido como “perdas” da máquina. Estas perdas aumentam com a 
carga, resultando no aquecimento do motor quando o mesmo entrega potência mecânica. Nesta 
experiência será investigada a eficiência do motor shunt de CC. 
 
INSTRUMENTOS E COMPONENTES: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação (120 Vca, 0 -120 Vcc) EMS 8821 
Módulo de Medição de CC (200V, 5A) EMS 8412 
Módulo do Motor / Gerador de CC EMS 8211 
Módulo do Eletrodinamômetro EMS 8911 
Tacômetro Manual EMS 8920 
Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de Ligações 
 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após cada medida individual. 
 
 
 
 
 
23 
 
 
1 - Usando a fonte de alimentação, o motor/gerador de c. c., os medidores de c. c. e o módulo do 
eletrodinamômetro, ligue o circuito conforme mostra a figura 6.1. 
 
LIGAÇÃO SHUNT 
 
 
NÃO LIGUE O INTERRUPTOR AGORA!!! 
 
Note que o motor está conectado para operar com campo shunt e está conectado a saída c. 
c. variável da fonte de alimentação (terminais 7 e N). O eletrodinamômetro está ligado à saída de 
120Vca da fonte de alimentação (terminais 1 e N). Acople o dinamômetro ao motor/gerador com a 
correia dentada. 
 
2 - Ajuste o dial de controle do reostato de campo shunt na posição extrema horária (para obter 
uma máxima excitação do campo shunt). Certifique-se de que as escovas estão na sua posição 
neutra. 
 
3 - Ajuste o dial de controle do dinamômetro na sua posição máxima anti-horária (para que 
proporcione uma carga mínima na partida do motor de c. c.). 
 
4 - Ligue a fonte de alimentação variável e ajuste a tensão para 120Vcc, orientando-se pelas leituras 
tomadas no medidor. 
 
5. a - Ajuste o reostato para uma velocidade sem carga de 1800 rpm, verificada pelo tacômetro 
manual. Certifique-se de que o voltímetro, ligado a entrada do circuito, indica exatamente 120 
Vcc. 
b - Meça a corrente de linha, indicada pelo amperímetro quando a velocidade do motor for de 
1800 rpm. Anote este valor na tabela 6.1. 
 
NOTA: Para um conjugado (torque) exato desacople o motor do dinamômetro. 
 
6. Siga os procedimentos. 
 
a- Aplique carga ao motor de c. c. variando o dial de controle do dinamômetro até a escala na 
carcaça indicar 3 lbf.pol. (reajuste a fonte de alimentação, se necessário para manter 120 Vcc 
exatamente); 
b - Meça a corrente de linha e a velocidade do motor e anote os valores na Tabela 6.1; 
24 
 
c - Repita para cada um dos valores do torque listado na tabela, enquanto a tensão de 120 Vcc de 
entrada é mantida constante; 
d - Retorne a tensão zero e desligue a fonte. 
 
 Tabela 6.1 
 
E 
(Volts) 
I 
(Amps.) 
VELOCIDADE 
(rpm) 
Torque 
(lbf.pol.) 
 
120 
 
0 
 
120 
 
3 
 
120 
 
6 
 
120 
 
9 
 
120 
 
12 
 
7. Continue os procedimentos. 
 
a- Plote os valores de velocidade do motor registrados na tabela 6.1, no gráfico da Figura 6.2; 
b- Desenhe uma curva através dos pontos representados; 
c- O gráfico completo representa as características de velocidade em função do torque de um 
motor shunt cc típico. Gráfico de motor similar com ligação série será construído na 
experiência seguinte. A característica de velocidade em função do conjugado (torque) para 
cada tipo de motor cc serão comparados e avaliados. 
 
8 - Calcular a regulação de velocidade (plena carga = 9 lbf.pol.) usando a equação: 
 
 regulação de velocidade (%) = [(Velocidade sem carga) - (velocidade a plena carga)]x100 
(Velocidade a plena carga) 
 
 
Veloc. (rpm) _____________________________________________________________ 
2000 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1500 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1200 : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 800 : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 400 : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
_____________________________________________________________ 
 3 6 9 12 
(Torque lbf.pol.) 
 Figura 6.2 
 
25 
 
9 - Ajuste o dial de controle do dinamômetro na sua posição máxima horária (para proporcionar 
carga máxima de partida ao motor shunt c. c.). 
 
 
10. Siga os procedimentos. 
 
a- Ligue a fonte e gradualmente aumente a tensão de c. c. até que o motor consuma 3A da 
fonte. O motor deverá girar muito vagarosamente ou mesmo não girar; 
b- Meça e anote a tensão de cc e o torque desenvolvido; 
c- Retorne a tensão para zero e desligue a fonte. 
 
 
11. A seguir, verifique que 
 
a- A corrente de linha no procedimento anterior é limitada somente pela resistência de c. c. 
equivalente do motor com enrolamento shunt; 
b- Calcule a corrente de partida, que requer um motor c. c. com enrolamento shunt, quando se 
aplica toda a voltagem da linha (120 Vcc). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
 
ENSAIO VII: Motor CC – Ligação série 
 
OBJETIVOS: 
 
1 - Estudar as características do conjugado (torque) em função de velocidade de um motor com 
campo série. 
2 - Calcular a eficiência do motor de c. c. com o campo série. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
Já vimos que o motor shunt de c. c. tem uma velocidade quase constante porque sua tensão 
de armadura e o seu campo magnético permanece praticamente invariável em condições que vão 
desde a situação de sem carga até carga total. O motor série comporta-se diferentemente. 
Neste motor, o campo magnético é produzido pela corrente que flui através dos enrolamentos 
da armadura, um campo magnético fraco resulta disso quando a carga no motor é fraca (o 
enrolamento da armadura consome o mínimo de corrente). O campo magnético é forte quando a 
carga é pesada (a armadura consome o máximo de corrente). A tensão da armadura é 
aproximadamente igual a tensão de alimentação (como o motor shunt) e podemos desprezar a 
pequena queda do campo série. Conseqüentemente a velocidade do motor série depende 
inteiramente da corrente de carga. Com efeito, muitos motores série, ao funcionarem sem carga, 
girarão tão rápido que se destruirão por si mesmos. As forças elevadas, associadas com as altas 
velocidades, causarão a destruição do rotor, às vezes com resultados desastrosos às pessoas e 
objetos que se encontram por perto. 
O torque de qualquer motor de c. c. depende do produto da corrente armadura e do campo 
magnético. Para o motor com enrolamentos série esta relação implica que o torque será bastante 
elevado para correntes altas de armadura, tal como acontece na partida. O motor série é, portanto 
ideal para a partida com cargas de elevada inércia, e é especialmente útil como propulsor nos 
ônibus, trens elétricos, assim como em aplicações de tração de serviço pesado. 
 
INSTRUMENTOS E COMPONENTES: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação (120 Vca, 0 -120 Vcc) EMS 8821 
Módulo da Medida de CC (200 V, 5 A) EMS 8412 Módulo do Motor / Gerador de CC EMS 
8211 Módulo do Eletrodinamômetro EMS 8911 
Tacômetro Manual EMS 8941 Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de Ligações 
 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após a execução de cada medida. 
 
27 
 
1 - Usando os módulos EMS da fonte de alimentação, do motor/gerador, os medidores de c. c. e o 
eletrodinamômetro, ligue o circuito mostrado na figura 7.1. 
 
 NÃO LIGUE O INTERRUPTOR AGORA! 
 
 
 
 Acople o dinamômetro ao motor/gerador com a correia dentada. Note que o motor está ligado 
para operação série (o enrolamento de campo shunt e o reostato não são usados neste caso) e 
está conectado a saída de c. c. variável da fonte de alimentação (terminais 7 e N). O 
eletrodinamômetro está ligado a saída fixa de 120 Vca da fonte de alimentação (terminais 1 e N ). 
 
2 - Ajuste o dial de controle do dinamômetro na posição média (para proporcionar uma carga de 
partida para o motor de c. c.). 
 
3 - Ligue a fonte. Gradativamente aumente a tensão de c. c. até que o motor comece a girar. 
Verifique a direção da rotação. Se é anti-horária, desligue a fonte e permute as conecções do 
campo série. Ajuste a tensão variável para 120 Vcc exatamente, tomando esta leitura no 
voltímetro. 
 
4.a - Ajuste a carga do motor série de c. c., variando o dial de controle do dinamômetro até a escala 
marcada na carcaça do estator indicar 12 lbf.pol. Reajuste a fonte, se necessário, para manter 
exatamente uma tensão de 120 Vcc. 
b - Meça a corrente de linha e a velocidade do motor (use o tacômetro manual). Anote estes 
valores na Tabela 7.1. 
c - Repita para o item b cada um dos valores de torque anotado na tabela, enquanto a tensão de 
120 Vcc de entrada é mantida constante. 
d - Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação. 
 
Nota: Para um torque exato de 0 lbf.pol., desacople o motor do dinamômetro. 
 
 
Tabela 7.1 
E 
(Volts) 
I 
(Amps.) 
Velocidade (rpm) Torque 
(lbf.pol.) 
 
120 
 
0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (LIGAÇÃO SÉRIE) 
 7 
0 - 5 
Acc 
 A 1 2 
 - 120 0 
 V 
 N 
 I 
 N 
120 Vca 
ELETRODINA- 
MÔMETRO 
 7 8 
 
3 
 4 
 
5 
 
6 
 
Figura 7.1 
 0-200 
 Vcc 
28 
 
 
120 
 
3 
 
120 
 
6 
 
120 
 
9 
 
120 
 
12 
 
5.a - Plote os valore da velocidade registrados na tabela 7.1 no gráfico da figura 7.2; 
 b - Desenhe uma curva contínua através dos pontos representados no gráfico; 
 c - O gráfico representa as características de velocidade em função do torque de um típico motor 
série de CC. Na próxima experiência será construído um gráfico similar para o motor composto 
de c. c., a fim de comparar e avaliar as curvas características de velocidade em função do 
torque de cada tipo de motor. 
 
 
Veloc. (rpm) _____________________________________________________________ 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5000 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : 4000 : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3000 : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2000 : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
2000 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1000 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
_____________________________________________________________ 
 3 6 9 12 
Torque (lbf.pol.) 
Figura 7.2 
 
6 - Calcular a regulação de velocidade (plena carga = 9 lbf.pol.) usando a equação: 
 
 regulação de velocidade (%) = [(Velocidade sem carga) - (velocidade a plena carga)]x100 
(Velocidade a plena carga) 
 
 
 
7 - Fixe o dial de controle do dinamômetro na sua posição máxima horária (para proporcionar a 
carga máxima de partida ao motor ligação série). 
 
 
 
8 - Ligue a fonte e gradativamente aumente a tensão de c. c. até o motor consumir 3 A da fonte. O 
motor deverá girar vagarosamente. 
a - Meça e registre a tensão de c. c. e o torque desenvolvido; 
29 
 
 
b - Baixe a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
9. a - A corrente de linha do procedimento 8 está limitada pela resistência c. c. equivalente do motor 
com ligação série; 
 
b - Calcule o valor da corrente de partida se a tensão total da linha (120 Vcc) fosse aplicada ao 
motor de cc ligação série. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LABORATÓRIO DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO VII: Motor CC – Ligação Composta 
 
OBJETIVOS: 
 
1 - Estudar as características do conjugado (torque) em função da velocidade do motor c. c. com 
enrolamento composto. 
2 - Calcular a eficiência do motor composto. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
A principal qualidade do motor série de c. c. está em seu alto valor de conjugado (torque), 
mas existe a desvantagem de que os motores desse tipo tendem a sobreacelerar com cargas leves. 
Esta desvantagem pode ser atenuada pela adição de campo shunt, ligado de tal maneira, a auxiliar 
o campo série. O motor torna-se então uma máquina composta acumulativa. Existem certas 
aplicações em que a característica de velocidade constante do motor shunt não é inteiramente 
satisfatória, havendo a necessidade de ocorrer uma apropriada queda de velocidade do motor. Este 
tipo de aplicação (o qual é encontrado nas prensas de estocagem), requer um motor com uma 
característica de velocidade decrescente, isto é, a velocidade do motor deverá cair 
significativamente com um aumento de carga. O motor de c. c. com enrolamento composto 
acumulativo é bem indicado para este tipo de trabalho. 
O campo série pode também ser ligado para produzir um campo magnético em oposição ao 
campo shunt. Assim obtemos um motor composto diferencial, o qual tem muito pouca aplicação, 
principalmente porque ele tende a ser instável. 
Assim, quando a carga aumenta, a corrente de armadura aumenta a intensidade do campo 
série. Desde que ele haja em oposição aos enrolamentos shunt, o fluxo é reduzido resultando assim 
em um aumento na velocidade. Um aumento na velocidade geralmente implica em um aumento na 
carga, a qual aumenta a velocidade ainda mais, podendo fazer o motor disparar. Motores compostos 
diferenciais são às vezes produzidos com os campos séries fracos os quais compensam de alguma 
maneira normal a queda de velocidade do motor shunt com carga, ficando assim os mesmos com 
uma velocidade mais constante. Motores compostos diferenciais não são freqüentemente usados. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: 
 
Módulo da Fonte de Alimentação (120 Vca, 0-120 Vcc) EMS 8821 
Módulo de Medida de CC (200 V, 5 A) EMS 8412 Módulo do Motor / Gerador de CC EMS 
8211 Módulo de Eletrodinamômetro EMS 8911 
Tacômetro Manual EMS 8920 Correia Dentada EMS 8942 
Cabos de Ligações 
 
P R O C E D I M E N TO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência. 
Não faça qualquer ligação com a fonte ligada. 
A fonte deverá ser desligada após cada execução de cada medida. 
 
 
31 
 
 
1 - Usando os módulos EMS da fonte de alimentação, do motor/gerador, de medição de c. c. e do 
eletrodinamômetro, ligue o circuito mostrado na figura 8.1. 
 
 NÃO LIGUE A FONTE AGORA!! 
 
 
 
Acople o eletrodinamômetro ao motor/gerador de c. c. com a correia dentada. Note que o 
motor está ligado para operação série (o campo shunt e o reostato não estão no circuito), e está 
conectado a saída da fonte variável de c. c. (terminais 7 e N). O eletrodinamômetro está ligado a 
saída fixa de 120 Vca da fonte de alimentação (terminais N e 1). 
 
2 - Coloque o dial de controle do dinamômetro na sua posição máxima, anti-horária (para 
proporcionar carga mínima de partida ao motor). 
 
3.a - Ligue a fonte. Gradativamente aumente a tensão de c. c. até que o motor comece a girar, 
observe a direção de rotação. Se não é horária, desligue a fonte e permute as conecções do 
campo série. 
b - Reduza a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
4 - Ligue o campo shunt, em série com o reostato, aos terminais 1 e 4 como mostra a figura 8.2. 
 
 
 
5 - Ligue a fonte de alimentação. Ajuste a tensão para 120 Vcc olhando sua indicação no voltímetro. 
Se o motor estiver girando a uma velocidade excessivamente alta, então ele é um composto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8.1 
 (LIGAÇÃO SÉRIE) 
ELETRODINA- 
MÔMETRO 
 7 A 
 - 5 0 
Acc 
 1 2 
V 
0 - 200 
 Vcc 3 4 
 5 6 
 7 8 
 
N 
 
 
1 
 
 N 
 - 120 Vcc 0 
120 Vca 
32 
 
diferencial. Se isto for o caso, retorne a tensão zero e desligue a fonte. Troque as conecções do 
campo shunt, permutando os terminais 1 e 4, para obter a operação composto acumulativa. 
6 - Com a tensão de alimentação a exatamente 120 Vcc, ajuste o reostato do campo shunt para a 
rotação do motor a vazio (sem carga) de 1800 rpm, tomando esta leitura no tacômetro manual. 
 
7.a - Aplique a carga ao motor de c. c. variando o dial de controle do dinamômetro até a escala 
marcada na carcaça do estator indicar 3 lbf.ln. (reajuste a fonte, se necessário para manter a 
tensão exatamente em 120 Vcc). 
 b - Meça a corrente de linha e a velocidade do motor e anote estes valores na tabela 8.1. c - 
Repita o item b para cada um dos valores de torque listado na tabela 8.1, enquanto a tensão 
de 120 Vcc é mantida constante. d - Reduza a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
Nota: Para um torque exato de 0 lbf.pol, desacople o motor do dinamômetro. 
 
Tabela 8.1 
E 
(Volts) 
I 
(Amps.) 
Velocidade (rpm) Torque 
(lbf.pol.) 
 
120 
 
0 
 
120 
 
3 
 
120 
 
6 
 
120 
 
9 
 
 
8 - Plote os valores da velocidade registradana tabela 8.1 no gráfico da figura 8.3. a - Desenhe 
uma curva contínua através dos pontos representados. b - O gráfico completo representa a curva 
característica da velocidade em função do torque de um motor composto de c. c. típico. 
 
 
Veloc. (rpm) _____________________________________________________________ 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5000 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4000 : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3000 : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2000 : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
2000 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1000 
 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 
_____________________________________________________________ 
 3 6 9 12 
Torque (lbf.pol.) 
Figura 8.3 
 
33 
 
 
 
 
9 - Calcular a regulação de velocidade (plena carga = 9 lbf.pol.) usando a equação: 
 
 regulação de velocidade (%) = [(Velocidade sem carga) - (velocidade a plena carga)]x100 
(Velocidade a plena carga) 
 
 regulação de velocidade = ____________ %. 
 
10 - Ajuste o dial de controle do dinamômetro na sua máxima posição horária (para obter a máxima 
carga de partida ao motor composto). 
 
11.a - Ligue a fonte e gradativamente aumente a tensão do c. c. até o motor consumir 3 A da fonte. 
O motor deverá girar vagarosamente ou mesmo não girar. 
 b - Meça e registre a tensão de c. c. e o torque desenvolvido; 
 
 c - Reduza a tensão a zero e desligue a fonte. 
 
12.a - A corrente de linha do procedimento 11 está limitada pela resistência de c. c. equivalente do 
motor composto. 
 b - Calcule o valor da corrente de partida se for aplicada plena voltagem de linha ao motor 
composto de CC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LABORATÓRIO DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO IX: Controle de Velocidade com SCR, Parte I 
 
OBJETIVO: Estudar a estrutura de um controle eletrônico de velocidade para um motor de c. c. e 
seu funcionamento sem realimentação. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
É possível controlar a velocidade de um motor de cc, desde zero até o valor máximo, 
fazendo variar a voltagem da armadura, contanto que se mantenha constante a voltagem do campo 
em derivação. 
Muitos controladores para motores em derivação de cc utilizam retificadores de silício 
que são empregados para fazer variar a potência aplicada ao motor. O retificador de silício (SCR), 
é um dispositivo semicondutor que deixará passar a corrente em um só sentido e, portanto, a 
retificará. Além do mais operará ou passará ao estado de condução, deixando passar corrente, só 
quando receber um sinal de excitação ou disparo de um eletrodo de controle denominado “gate”. 
Uma vez em estado de condução, o SCR continuará conduzindo até que se inverta a polaridade da 
tensão aplicada. 
Quando se utiliza um SCR para retificar correntes alternadas, o ponto do meio ciclo 
positivo da corrente de entrada que o retificador conduz pode ser ajustada mediante a aplicação de 
um sinal ou devido a inversão de polaridade da tensão aplicada. 
Ao se controlar o instante em que se aplica a excitação ou sinal de disparo, com 
respeito ao zero correspondente ao início do meio ciclo positivo da corrente alternada, pode-se fazer 
variar a potência transmitida através do SCR. Isto é conhecido com o nome de controle de fase. 
Ainda que existam vários tipos diferentes de controles eletrônicos de velocidade para 
motores em derivação de c. c., todos têm em comum uma característica: convertem a corrente 
alternada em corrente pulsante unidirecional, utilizando retificação de meia onda completa. Estas 
duas correntes diferem muito da corrente contínua de valor constante. A relação de variação de uma 
corrente unidirecional pulsante e não filtrada em relação a corrente contínua de valor constante, 
denomina-se fator de forma. A corrente contínua pura tem um fator de forma igual a 1. O fator de 
forma de correntes unidirecionais é obtido dividindo-se o valor rms da corrente pelo valor médio da 
mesma corrente. Para uma corrente não filtrada de meia onda o fator de forma é 1,57; para uma 
corrente não filtrada de onda completa, o fator de forma é 1,11. São utilizados filtros tipo capacitor 
ou indutor-capacitor para melhorar o fator de forma. 
Quando se estuda os controladores de velocidade para motores em derivação de c. c., 
o fator de forma de corrente contínua fornecida ao motor tem uma importância vital. 
Quando o motor opera em base de corrente retificada, o seu calor aumenta de modo 
aproximadamente proporcional ao quadro do fator de forma. Por exemplo, um motor que opera com 
uma corrente retificada não filtrada de meia onda com um fator de forma de 1,57, terá 
aproximadamente um aumento de calor liberado de 2 ½ vezes aquele que teria se funcionasse com 
um fator de forma igual a unidade. Além do mais as perdas de I2R são produzidas na carcaça do 
motor, devido ao fluxo pulsante produzido por correntes intermitentes de valores de pico elevados. 
Outra coisa que se deve levar em conta é a vida das escovas e do comutador. Quando 
35 
 
se opera com uma corrente de alto fator de forma, as correntes devem ser elevadas a fim de se 
obter um valor médio de corrente de entrada que seja o requerido para uma determinada potência 
de saída, isto acelera o desgaste das escovas e do comutador. 
 
Um fator de forma elevada afeta de forma adversa o funcionamento do motor a 
velocidades baixas. A velocidade de repetição dos pulsos da corrente, com uma retificação de meia 
onda é de 60 pulsos por segundo. Na retificação de onda completa são 120 pulsos por segundo. 
Em velocidades baixas estas correntes pulsantes reforçam a tendência do motor a “saltar” (trabalhar 
com velocidade não uniforme). Portanto com velocidades baixas, é praticamente impossível que o 
motor funcione uniformemente. 
O módulo EMS 9011 de controle de velocidades SCR tem as seguintes características: 
a) Opera com uma fonte de corrente alternada de 120 volts. 
b) Retifica a corrente alternada transformando-a em corrente contínua. 
c) A corrente de armadura de c. c. pode variar fazendo-se avançar ou retroceder o ângulo ou instante 
em que se aplica excitação ao SCR. (Também se utiliza um circuito de diodos para estabelecer 
um campo magnético constante). 
d) Um circuito de controle de fase composto de um capacitor e de uma resistência variável, permite 
efetuar mudanças no ângulo de disparo do SCR, desde 0º até 160º.e) Pode ser utilizado para um controle sem realimentação ou com realimentação. 
 
PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA: 
 
Pode-se entender melhor o funcionamento da Unidade de Controle de Velocidade SCR, 
estudando suas partes principais no diagrama esquemático que aparece na parte frontal do módulo. 
Olhando da esquerda para a direita, os seguintes componentes podem ser identificados por seu 
número de referência. 
1. O transformador T1 é um autotransformador que muda a entrada de 120Vca (pontos 2 e 1) para 
200Vca (pontos 3 e 1), com uma posição central (ponto 4) que fornece 100Vca entre os pontos 4 e 
1 ou 4 e 3. 
2. O capacitor C1 e o reostato R1. Conforme varia a resistência de R1, o ângulo de fase da tensão 
entre os pontos 4 e 5 muda de 0º (R1 na sua resistência mínima) para aproximadamente 160º de 
atraso (R1 com resistência máxima). 
3. O transformador T2. A voltagem entre os pontos 4 e 5 é aplicada ao primeiro enrolamento do 
transformador T2. A voltagem do secundário do transformador redutor T2 aparece entre os pontos 7 
e 9. Conforme varia o reostato R1, o ângulo de fase de tensão do secundário de T2 (pontos 7 e 9) 
muda de 0º a aproximadamente 160º com respeito a voltagem da saída de 200 volts (pontos 1 e 3) 
do autotransformador T1. 
4. O diodo D1 e o potenciômetro R2 formam parte de uma fonte de voltagem de c. c. usada como 
referência (entre os pontos 6 e 1); a fonte pode variar de 0 e 140 Vcc. Este circuito só é utilizado em 
estudos de controle com realimentação. 
5. A reatância XL é um filtro amortecedor que assegura que o motor de c. c. funcione mais 
suavemente e, além do mais, tende a evitar que haja mudanças na corrente de armadura. O 
amortecedor está situado entre os pontos 3 e 10. 
36 
 
6. O retificador de silício (SCR). O anodo, o catodo e o gate do SCR correspondem 
respectivamente aos pontos 10, 11 e 9. A tensão de c. a. através do secundário do transformador 
T2 (pontos 7 e 9) faz que o gate (ponto 9) do SCR conduza, permitindo que essa condução ocorra 
mais cedo ou mais tarde do ciclo, dependendo da mudança de fase, o qual se controla com o 
reostato R1. Para controle sem realimentação, o ponto 7 se conecta ao catodo (ponto 11) do SCR. 
 
7. A armadura do motor de c. c. se conecta entre os pontos 1 e 11. O ponto 11 é positivo com 
respeito ao ponto 1, que está aterrado. 
8. O capacitor C2 (entre os pontos 8 e 1) é um capacitor eletrolítico de filtro que pode ser conectado 
ao enrolamento da armadura do motor de c. c., unindo os pontos 8 e 11. Isto dará como resultado 
uma operação mais suave do motor, já que o capacitor descarregará através do enrolamento da 
armadura durante aos períodos em que o SCR não esteja conduzido. O motor funcionará vibrando 
e esquentando menos, já que o capacitor, e não armadura, absorverá os picos de corrente durante 
cada ciclo. 
9. Os diodos D2 e D3. O campo de derivação de um motor de c. c. se conecta entre os pontos 12 
e 1. A ação dos diodos D2 e D3 é tal que a corrente de campo se mantenha quase constante. A 
voltagem em c. c. entre os pontos 12 e 1, deverá ser aproximadamente 45% da voltagem de c. a. 
(pontos 3 e 1). 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: 
Módulo do controle de velocidade SCR EMS 9011 
Módulo do motor gerador de CC EMS 8211 
Módulo do eletrodinamômetro EMS 8911 
Módulo de medição de CC EMS 8412 
Tacômetro manual EMS 8920 
Correia dentada EMS 8942 
Cabos de conecção 
 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência! 
Não faça nenhuma conecção enquanto a fonte estiver ligada! A 
fonte deve ser desligada após cada medição individual!. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
1. Conecte o circuito ilustrado na figura 9.1., utilizando os módulos EMS de controle de velocidade 
SCR, motor/gerador de c. c., eletrodinamômetro e medição. Os números que estão no retângulo 
da dita figura, correspondem aos números de referência dos pontos da unidade de controle de 
velocidade SCR. 
a) Conecte em série a armadura do motor de c. c. e um amperímetro, entre os pontos 11 e 1. 
b) Conecte o voltímetro de 0-200 Vcc através da fonte de alimentação da armadura, pontos 11 
e 1. 
c) Conecte os pontos 7 e 11, de tal maneira que o sinal de excitação do secundário de T2 pode 
ser aplicado ao SCR. 
d) Ponha o reostato R1 na sua posição extrema no sentido anti-horário, para ter uma resistência 
máxima. 
e) Ponha em curto circuito a reatância XL, conectando um cabo entre os pontos 3 e 10. 
f) Conecte a entrada do módulo de controle de velocidade SCR a qualquer fonte disponível de 
potência de 120Vca. 
 
 
 
2.a) Conecte a fonte de alimentação, a lâmpada indicadora deve acender. 
b) Faça variar a posição do reostato R1 e observe as mudanças que se produzem na velocidade 
do motor e na voltagem da armadura. 
c) Ajuste R1 até que a voltagem da armadura EA seja igual a 90 Vcc. Meça e anote na tabela 9.1 
a corrente da armadura, a corrente do campo e a velocidade do motor. 
d) Repita a operação (c) para cada voltagem de armadura indicada na tabela 9.1. 
 
 
 
38 
 
Tabela 9.1 
 
EA (Volts) IA (Amps.) IF (Amps.) Vel. (rpm) 
90 
105 
120 
135 
150 
 
 
e) O motor vibra muito ? 
f) Qual é a frequência da vibração em Hertz? 
g) A uma velocidade baixa, em que parte do ciclo volta a conduzir o SCR? 
 
h) Qual é a velocidade do motor mais elevada que se pode alcançar? 
i) Desligue a fonte de alimentação. 
 
3.a) Concecte o motor ao eletrodinamômetro mediante a correia dentada. 
b) Ponha o dial de controle no dinamômetro na sua posição extrema, no sentido anti-horário 
(resistência mínima). 
c) Ponha o controle do reostato R1 na posição extrema no sentido anti-horário (resistência 
máxima). 
d) Conecte a fonte de alimentação e ajuste o reostato de controle de velocidade R1 e o controle 
do eletrodinamômetro para obter uma velocidade do motor de 1500rpm a uma carga de 6 lbf.pol. 
e) Meça e anote a voltagem da armadura, a corrente da armadura e a corrente do campo. 
 
 O motor vibra muito ? 
 
4.a) Sem mudar a posição do reostato R1, reduza a carga do eletrodinamômetro a seu valor mínimo, 
fazendo girar o dial de controle no sentido anti-horário até que esteja no topo. 
b) Meça e anote a voltagem de armadura, a corrente do campo e a velocidade do motor. 
 
 velocidade do motor? 
 
c) Desligue a fonte de alimentação. 
d) É registrada uma grande mudança de velocidade quando se passa do torque a máxima carga 
ao torque em vazio. 
e) Porque em alguns casos não convém esta variação na velocidade do motor? Explique: 
 
 
5. Continuando, repita os procedimentos 3 e 4, utilizando o filtro LC na unidade de controle de 
velocidade SCR. 
a) Para colocar o reator de filtro no circuito, solte o cabo de curto-circuito entre os pontos 3 
e 10. 
39 
 
b) Para introduzir o capacitor de filtro no circuito, conecte um cabo entre os pontos 8 e 11 (o outro 
lado C2 está conectado permanentemente ao ponto 1). 
c) Repita o procedimento 3 e registre a voltagem da armadura e a corrente de campo. 
 Há tanta vibração como antes? 
 
d) Há tanto faíscamento como antes nas escovas? 
e) Repita o procedimento 4 e anote a voltagem da armadura, a corrente de campo e a velocidade 
do motor. 
 
 velocidade do motor ? 
 
f) Desligue a fonte de alimentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
 
 FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
 
ENSAIO X: Controle de Velocidade com SCR, Parte II 
 
OBJETIVO: Mostrar a operação de um controle eletrônico de velocidade com realimentação para 
um motor de cc. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
Notou-se que, embora o controle de velocidade eletrônica sem realimentação para 
motorde c. c., experiência anterior, oferecesse uma gama grande de velocidade, ele tinha uma 
estabilidade de velocidade deficiente para cargas variáveis. 
Nesta experiência aprenderemos os efeitos da realimentação sobre a estabilidade do 
motor. Sistema de controle de realimentação, ou Ioop fechado, oferece uma performance bem 
melhor do que os sistemas de Ioop aberto (sem realimentação). 
O controle de velocidade sem realimentação consiste de uma alimentação de campo e 
uma fonte de alimentação da armadura ajustável manualmente. No entanto, com este controlador 
não se pode evitar mudanças de velocidade devido a variação da carga. 
O controle de velocidade com realimentação pode ser ajustada para dar ao motor a 
velocidade desejada. Existe neste controle um circuito que sente a velocidade do motor e 
automaticamente ajusta sua potência de saída mantendo a velocidade do motor constante com 
cargas variáveis. 
Todo sistema de realimentação projetado para manter uma grandeza (velocidade, 
torque, temperatura etc.) em um valor predeterminado deve contar com um valor de referência, afim 
de comparar com a grandeza em questão. 
Desejamos conservar a velocidade do motor constante. A velocidade deve ser 
comparada com uma referência. Todavia, é estranho comparar uma “velocidade” com outra 
“velocidade de referência”, particularmente em sistemas que são basicamente elétricos. Por esta 
razão, preferimos usar uma grandeza elétrica (tal como uma tensão a qual está diretamente 
relacionada com a velocidade) e compará-la com a tensão de referência. 
A diferença ou erro entre a tensão medida (proporcional à velocidade do motor) e a 
tensão de referência pode então ser usada para dizer ao sistema se ele deve aumentar ou reduzir 
a velocidade de maneira a trazê-lo tão perto quando possível do valor pretendido. 
 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: 
Módulos do controle de velocidade EMS 9011 
Módulo motor/gerador de CC EMS 8211 
Módulo do eletrodinamômetro EMS 8911 
Módulo de medição de CC (200 V; 0,5/2, 5 A) EMS 8412 
Tacômetro manual EMS 8941 
Correia dentada 
Cabos de conexão 
 
PROCEDIMENTO: 
Cuidado! Alta tensão está presente nesta experiência! 
Não faça nenhuma conecção enquanto a fonte estiver ligada! A 
fonte deve ser desligada após cada medição individual!. 
41 
 
 
1. Usando os módulos de controle de velocidade SCR, do motor/gerador de c. c., do 
eletrodinamômetro e o de medição, ligue o circuito mostrando na figura 10.1 (este é o mesmo 
circuito da experiência anterior, onde a unidade de controle de velocidade operou sem 
realimentação). 
 
 
 
2. a) Ligue a armadura do motor de c. c. em série com o amperímetro aos pontos 11 e 1. 
b) Ligue o campo shunt do motor de c. c. em série com o miliamperímetro aos pontos 12 e 1. 
c) Ligue o voltímetro 0-200Vcc entre os terminais da fonte de alimentação da armadura, pontos 
11 e 1. 
d) Ligue os pontos 7 e 6 juntos de tal maneira que o sinal de disparo do secundário do 
transformador T2 possa ser aplicado a porta (gate) do SCR (note que a porta do SCR não está 
ligada ao seu catodo através do secundário do T2 como no circuito de controle sem 
realimentação, porém está agora ligado a tensão de c. c. de referência da fonte). 
e) Ligue os pontos 8 e 11 juntos para colocar o filtro capacitivo no circuito. 
f) Ajuste o reostato R1 para sua posição média, conservando o mesmo nesta posição para o resto 
desta experiência. 
g) Ajuste o potenciômetro R2 para sua máxima posição anti-horária, para se obter uma tensão de 
referência igual a zero entre os pontos 6 e 1. 
h) Acople o motor ao eletrodinamômetro com a correia dentada. 
i) Ajuste o dial de controle do eletrodinamômetro na sua posição máxima anti-horário, para carga 
mínima. 
3. a) Ligue a fonte e ajuste o potenciômetro R2 de controle de velocidade e o controle do 
eletrodinamômetro para uma velocidade do motor de 1000rpm, com uma carga de 9 lbf.pol; 
b) Meça e registre a tensão e a corrente de armadura, e corrente de campo; 
 
 
 
11 
12 
 1 
 2 
 1 
 + - 
 - 
 A 
 A 
 V 
 
1 
 2 
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8 
MOTOR DE CC EM DERIVAÇÃO 
ELETRODINAMÔMETRO 
Figura 10.1 
EMS 9011 
 - 2.5 Acc 0 
I A 
I F 
E A 
 - 0.5 Acc 0 
0 - 200 Vcc 
 + 
 + 
- 
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c) Gire o dial de controle do eletrodinamômetro para sua posição máxima anti-horária para carga 
mínima. Não toque em nenhum outro controle; 
d) Meça e registre a tensão e corrente de armadura, corrente de campo e a velocidade do motor. 
 
 velocidade do motor? 
 
e) O controle com realimentação proporciona uma melhor regulação de velocidade do que o 
controle sem realimentação? 
 
4.a) Repita o procedimento 3 para uma velocidade do motor de 1600 rpm e uma carga de 9 lbf.pol. 
 
 
b) Para carga mínima. 
 
 
 velocidade do motor? 
 
5.a) Repita o procedimento 3 para uma velocidade do motor de 100 rpm e uma carga de 9 lbf.pol. 
 
b) Para carga mínima. 
 
 velocidade do motor? 
 
c) Desligue a fonte de alimentação da unidade de controle de velocidade com SCR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FUNDAÇÃO EDSON QUEIROZ 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
LAB. DE CONVERSÃO DE ENERGIA 
 
ENSAIO XI: Transformador Monofásico 
 
OBJETIVOS: 
1. Conhecer as relações de tensão de um transformador. 
2. Estudar as correntes de excitação, a capacidade em volts amperes, e as correntes de 
curtocircuito. 
 
INFORMAÇÕES TEÓRICAS: 
 
 Os transformadores são provavelmente um dos equipamentos de maior uso na indústria 
elétrica. Variam de tamanho desde unidades em miniatura para rádios de transistores, até unidades 
gigantescas que pesam toneladas e que são empregadas nas estações centrais de distribuição de 
energia elétrica. Todavia todos os transformadores têm as mesmas propriedades básicas, que 
veremos a seguir. 
Quando existe uma mútua indução entre duas bobinas ou enrolamentos, uma variação na 
corrente que passa por um deles induz uma tensão no outro. Todos os transformadores possuem 
um enrolamento primário e um ou mais enrolamentos secundários. O enrolamento primário recebe 
energia elétrica de uma fonte de alimentação e acopla esta energia ao enrolamento secundário 
mediante um campo magnético variável. A energia toma a forma de uma força eletromotriz (fem) 
que passa pelo enrolamento secundário e, se conectamos uma carga a este, a energia se transfere 
para a carga. Assim a energia elétrica pode ser transferida de um circuito a outro sem que exista 
uma conecção física entre ambos. Os transformadores são indispensáveis na distribuição de 
potência em c. a., já que podem converter a potência elétrica. 
Quando um transformador está funcionando passam correntes alternadas por seus 
enrolamentos e se estabelece um campo magnético alternado no núcleo de ferro. Como resultado, 
aparecem as perdas de cobre e ferro que representam potência real (watts) e que fazem com que 
o transformador esquente. Para se estabelecer um campo magnético é necessário uma potência 
reativa (vars) que é obtida na linha de alimentação, por isso a potência total entregue ao enrolamento 
primário é sempre ligeiramente maior que a potência total entregue pelo enrolamento secundário. 
Desprezando as perdas pode-se considerar que no transformador: 
 
a. Potência do Primário (W) = Potência do Secundário (W) 
b. Volts-amperes do Primário (VA) = Volts-amperes do Secundário (VA) 
c. Vars do Primário = Vars do Secundário 
 
Quando a tensão do primário se eleva para além do seu valor nominal, o número de ferro 
(laminação) começa a saturar e a corrente de magnetização (de excitação) aumenta com grande 
rapidez. 
Os transformadores podem sofrer curtos-circuitos acidentais causados por desastres