Aula_2_MEII

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MÁQUINAS 
ELÉTRICAS 
II
Prof. MSc. Bruno Leandro Galvão Costa
UNIDADE
CATUAÍ
AULA 2
O QUE VEREMOS NA AULA?
• Introdução às Máquinas CC:
• Comutação - máquina simples com 4 
espiras;
• Construção e Classificação dos 
Enrolamentos de Armadura;
• Expressões Gerais para a Tensão e 
Torque;
NA AULA PASSADA...
COMUTAÇÃO – MÁQUINA SIMPLES 
COM 4 ESPIRAS
• COMUTAÇÃO:
• Processo de converter as tensões e correntes CA do 
rotor de uma máquina CC em tensões e correntes CC 
em seus terminais;
https://www.youtube.com/watch?v=IqlmTck3KRk (8:04)
VÍDEO:
https://www.youtube.com/watch?v=IqlmTck3KRk
• Aumentando o número de espiras:
• aumenta-se a tensão induzida;
• Um conjunto de bobinas ligadas em série e 
colocadas em diferentes ranhuras do rotor:
• Forma o enrolamento de armadura da MCC;
CONSTRUÇÃO DO ENROLAMENTO DE 
ARMADURA 
CONSTRUÇÃO DO ENROLAMENTO DE 
ARMADURA 
CONSTRUÇÃO DO ENROLAMENTO DE 
ARMADURA 
Enrolamento Progressivo:
lado final conectado ao segmento à 
frente do segmento ao qual 
está conectado o lado inicial;
Enrolamento Regressivo:
lado final conectado ao segmento atrás 
do segmento ao qual 
está conectado o lado inicial;
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
• Classificados de acordo com a sequência de suas conexões 
com os segmentos do comutador;
• 2 sequências básicas:
• Enrolamentos Imbricados:
• MCCs com alta corrente / baixa tensão induzida;
• Enrolamentos Ondulados:
• MCCs com baixa corrente / alta tensão induzida;
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
• Enrolamento Imbricado (Lap Winding):
• Extremidades de cada bobina são ligadas a segmentos 
adjacentes;
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
• Enrolamento Imbricado (Lap Winding):
• Extremidades de cada bobina são ligadas a segmentos 
adjacentes;
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
• Enrolamento Ondulado (Wave Winding):
• Extremidades de cada bobina são ligadas a segmentos 
distantes;
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
• ENROLAMENTO IMBRICADO (LAP WINDING):
O número de caminhos paralelos de corrente “a” é sempre igual ao 
número de polos; o número de escovas é sempre igual ao número 
de polos;
+-
• ENROLAMENTO ONDULADO (WAVE WINDING): 
O número de caminhos paralelos “a” é igual a 2 e independe do 
número de polos; exige no mínimo duas escovas;
-+
CLASSIFICAÇÃO DOS ENROLAMENTOS 
DE ARMADURA
EXPRESSÃO GERAL PARA A 
TENSÃO DE ARMADURA
Tensão induzida em um 
condutor de uma espira:
Com relação à armadura:
EXPRESSÃO GERAL PARA A 
TENSÃO DE ARMADURA
Densidade de Fluxo por pólo:
Fluxo Total:
Logo:
Tensão induzida de armadura total:
Constante de armadura
EXPRESSÃO GERAL PARA O TORQUE
Força produzida em 
um condutor de uma espira:
Logo, o torque produzido pelo condutor será:
EXPRESSÃO GERAL PARA O TORQUE
Como sabemos:
Sendo assim:
Torque total produzido:
Constante de 
armadura
CONCLUSÕES
Torque diretamente proporcional à 
corrente de armadura!!
Tensão diretamente proporcional à 
velocidade mecânica!!
EXEMPLO
➢ Uma máquinas CC de 4 polos, tem um rotor com raio de
12,5 cm e comprimento total de 25 cm. Os polos cobrem 75%
da periferia do rotor (25% de zona neutra). O enrolamento de
armadura consiste de 33 bobinas, com 7 espiras cada. As
bobinas são acomodadas em 33 ranhuras. A densidade média
de fluxo sobre cada polo é de 0,75 T. Considerando o
enrolamento de armadura do tipo imbricado, calcule:
a) A constante de armadura;
b) Tensão de armadura total p/ n = 1000 rpm;
c) A corrente em cada bobina p/ Ia = 400 A;
d) O torque eletromecânico;
e) A potência da máquina (em HP);
EXEMPLO
2
4
12,5 12,5.10
25
75%
2.33.7 462
0,75
4
1000
400
? ? ?
? ?
a
a a b
mec a
p polos
r cm m
cm
polos
Z condutores
B T
imbricado a p
n rpm
I A
K E I
T P
−
=
= =
=
→
= =
=
→ = =
=
=
= = =
= =
2.231.4
73,52
2 2 .4
a
Zp
K
a 
= = =
a a mE K = 
efBA BA= =
2
0,75ef p p
r
A A A
p

=  =
2
0,75
r
B
p
 
=  
 
2 22 .12,5.10 .25.10
0,75.0,75.
4
27,6mWb
 − −
=

a)
b)
EXEMPLO
( )( )3
2
73,52 27,6.10 1000
60
212,49
aE
V
−  =  
 

400
100
4
a
b b
I
I I A
a
= = → =
( )( )( )373,52 27,6.10 400
811,66 .
mec a aT K I
N m
−
= 
=
=
212,49.400 85
1 746
85
85000
114 114
746
a a a
a
P E I
kW
HP W
x kW
x HP P HP
=
= 
→

=  → =
c)
d)
e)
b)
PRÓXIMA AULA (10/09):
TRABALHO – TIPOS DE EXCITAÇÃO EM MCCs
Excitação 
independente
Excitação Série
Excitação em 
Paralelo
Excitação 
Composta
Descrever as principais características e aplicações 
das MCCs com essas configurações!!!