Maquinas Elétricas II_ U1S1 - Webaula

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Unidade 1
Seção 1
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Máquinas Elétricas IIMáquinas Elétricas II
1
Webaula 1
Máquinas de corrente
contínua
A máquina CC é composta por dois
enrolamentos, sendo um de campo -
 localizado no estator - e outro de armadura -
localizado no rotor. 
 
No rotor existe um elemento que é
denominado comutador e sobre ele deslizam
escovas de carvão permitindo que a
alimentação CC altere a sua polaridade. Desta
forma, internamente, a máquina de corrente
continua tem uma forma de tensão alternada
nos enrolamentos da armadura.
Além disso, a forma de onda do fluxo
magnético da máquina sofre uma
deformação devido ao efeito da reação
de armadura. Nesta webaula, iremos
estudar, com maiores detalhes, estes
aspectos que afetam a operação
adequada da máquina CC.
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Máquinas de corrente contínua
Nesta figura vemos os enrolamentos do estator,
que compõem o enrolamento de campo da
máquina CC. Também encontramos
representado, nesta imagem, o enrolamento de
interpolo. Este enrolamento tem por objetivo
contornar os efeitos negativos da reação de
armadura da máquina.
Estrutura da máquina de CC
Fonte: Elaborado pelo autor
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Reação de armadura
A reação de armadura é o efeito
desmagnetizante que a máquina CC apresenta
devido à interação dos fluxos de campo
magnético da armadura e do enrolamento de
campo. Este efeito reduz o valor da corrente de
campo efetiva, diminuindo também a tensão
gerada. Além disso, a reação de armadura
provoca as seguintes alterações na operação
normal da máquina:
Desloca a região da zona neutra no sentido
oposto ao da rotação.
Reduz o torque do motor devido à
desmagnetização.
Causa o centelhamento nas escovas devido a
um curto-circuito da tensão induzida na
armadura quando ocorre a comutação.
4
A reação de armadura é um fenômeno
importante, pois interfere na operação do
comutador devido ao deslocamento da zona
neutra (ou zona interpolar) da máquina. Para
entender melhor, vamos observar como ocorre
a iteração do campo magnético do
enrolamento de campo com o campo
magnético do enrolamento de armadura,
conforme apresentado na figura. Clique na
imagem a seguir.
Fonte: Elaborado pelo autor
5
Fluxo na armadura
Fonte: Elaborado pelo autor
Se considerarmos a resultante de todas as
linhas representadas na figura (a), ela pode ser
representada por um vetor ( B ) paralelo a zona
neutra da máquina com a direção para baixo na
figura. A zona neutra tem este nome porque é
considerada, no enrolamento da armadura, a
região onde inexiste a ação dos campos
magnéticos, ou seja, quando um condutor do
enrolamento da armadura passa por essa
região, a corrente resultante sobre ele é igual a
zero.
a
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Na figura (b), pode-se observar a ação das
linhas de campo magnético entre os polos do
campo da máquina (neste caso, o campo está
sendo representado por um imã permanente,
mas pode também ser um enrolamento de
campo). Verifica-se que as linhas de campo
magnético saem do polo norte em direção ao
polo sul. Neste caso, também podemos
considerar um vetor resultante ( B ) como um
vetor perpendicular à linha de zona neutra.
f
Fluxo polar
Fonte: Elaborado pelo autor
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Na figura (c), as linhas representam a resultante
da interação dos campos magnéticos de
armadura e do campo principal. Esse fenômeno
faz com que a zona neutra saia do alinhamento
original e este deslocamento pode causar o
centelhamento excessivo nas escovas
deslizantes sobre o anel de comutação da
máquina. 
 
Clique na imagem a seguir.
Iteração entre os fluxos
Fonte: Elaborado pelo autor
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A deformação na forma de onda da densidade
de fluxo magnético pode ser visualizada a
seguir. Nesta figura, é representada parte da
máquina com dois polos, onde o enrolamento
da armadura está uniformemente distribuído
de maneira que se pode identificar uma região
do lado direito em que a corrente entra na
armadura (círculo com cruz) e uma região à
esquerda onde a corrente sai (círculo com um
ponto). Clique na imagem a seguir.
Distribuição espacial da densidade de fluxo
magnético
Fonte: UMANS (2014, p. 417)
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Os polos norte e sul do enrolamento de
campo são representados de forma similar.
A forma como as correntes entram e saem
dos enrolamentos gera formas de onda de
densidade de campo magnético diferentes
que, quando superpostas, resultam em
uma forma de onda cujo valor máximo não
está na mesma direção que o centro dos
polos, como no caso da densidade de fluxo
do enrolamento de campo.
A resultante tem um valor máximo
concentrado em uma das extremidades do
polo. Devido às características magnéticas
do material utilizado na construção do
polo da máquina, este efeito leva à
saturação magnética e por isso a
quantidade de densidade de fluxo é
reduzida, o que diminui a corrente de
campo efetiva. Consequentemente, a
tensão gerada será menor devido à reação
de armadura da máquina.
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Nesta webaula conhecemos com mais detalhes os aspectos que afetam a operação adequada
da máquina CC. A máquina CC é composta por dois enrolamentos, sendo um de campo -
localizado no estator - e outro de armadura - localizado no rotor. Tendo esses conceitos como
base, aprofunde seus estudos para entender melhor como funcionam as máquinas de
corrente contínua.
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