Apostila maquinas ii

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  • 1. -----.------~=~:zua~ll1~T~~:::!!. CapituloMAQUINAS o motor de conente continua nao deveria ser um mist~rio para ninguem,ELETRICAS.. ~} po is quase todos n6s, conscientemente au nao, maniplliamos um brinquedo quando crianya cuja forya motom era exemplo desses moton.:s. Quando nos referimos a um motor, levamos em considerayao °seu tipb de alimentayao, Obviamente os motores CC sao alimentados por COITcnte continua. Essa tensao aplicada ao motor tem pOI tinalidade energizar os enrolamemos no motor, II produzindo p610s eletromagneticos que formarao a for<;a magnetomotriz. Ha alguns anos pesquisadores e cientistas cia area de engenharia eletrica desenvolvem equipamentos e nOVO$ motores que podem, em mllitos casos, substituir as motores de CC. Em outras sitlla<;6es, ainda e compensador a utiliza<;:lo desse tipo de maquina. A principal aplica<;ao do motor CC esta ligada ao controle de velocidade com necessidade critica de torque, ista e, motares de COITente continua sao excelentes escolhas quando necessitamos manter urn torque consideravel, mesmo variando a velocidade. Atualmente voce consegue variaI a velocidade de motores CA com invenmres de frequencia, mas em algumas siruayoes esse tipo de conjunto sirnplesmente nuo atencle as condi<yoes de torque exigidas e trazt:m outros problemas, como a poluiyao da rede, que talvez 0 futuro resolva. Voc~ encontra motores CC abrindo e fechando vidros, partindo motores, no metro, em tr6lebus, enfim, em uma infinidade de aplica<;6es. .......................... ~ MOlOrCC ; , ~ 0
  • 2. tismo, eSsa cspira percorrida por uma corrente dc:trie3 produzira lllll 5.2. Principio de funcionamento outro campo magnt:lico em tomo da espira que caus3ra uma rea~ao d~l Para demonstrar 0 principio de funcionamento do motor CC, vamos bobina denlro das linhas de fon;a do c:ampo tixo, l.klenninada pelaredllZl-lo a lreS componentes basicos: bobina, campo magnelico tixo e regra da mao direila para motores: 0 dcdo indicador aponta 0 senudllcomuwdor (tigura 5.1). da corrente, 0 polegar a direyao do movimento, e os deaos resranres 11 sentido do t1uxo. Podemos apomar quatro estagios fundamentais para analisar 0 funciona-menta do motor Cc. Alem disso utilizaremos a regra da mao direita (tigura 5.2) 2) No segundo estagio a bobina girou no sentido detenninado e esta empara determinar a sentido de rotayao do motor. uma posiyao em que t: poueo atingida pelas linhas de for~a, portanto nao ha reayaO entre 0 campo fixo e 0 da bobina, mas esta continua a girar por ayuo da fon,:a anterior, att: atingir ° proximo estagio . .-J hobillil girou I/O sell lido il/rlicl/({o pelo o po{egar illdica 0 sell lido dajorr;a, 0 po{egar, de ({conto com ({ regra ria mdo indicador 0 senlido da correnle e 0 dirt!ilCl. Obsent ({ /llI/rci/fcio 110CO/llII/{u{or restanle 0 sell lido do call/pu. (1,2), ,Vo segulldo l.){(igio a hu!Jilla ,1I~ki: pouca /I;,io do campo, IIIl/S pl/s.wnt para 0 pn)ximo esl(igio pOl COlJlL/"a (/~·tio (/II/enol, 3) No terceiro estagio houve uma inversuo da posiyuo da bobina, mas ai e que entrou 0 comutador. Sua funyao neste casu e manter a corrente circulando sempre em um sentido. Se voce observar, 0 comutador inverteu as pontas da bobina, fazendo com que 0 polo positivo fossc aplicado na extremidade superior como no estagio I. Corn isso temos uma repetiyao do estagio I, em que a corrente aplicada a bobina cria um campo magnetico ao seu redor e esse campo agindo com 0 campo magnetico fixo, produzira uma ayuo fisica da bobina na direyao indicada pelo poJegar, 1) No primeiro estagio temos a bobina de uma espira posicionada paralelamente ao campo, totalmente atingida pelo campo magn6tico criado pelo ima fixo. A bobina esta sendo alimentada pelo comutador com polaridade mostrada. Sabemos que pelas leis do eletromagne-~ Maquinas EM/ricas ,vIutor CC f87 ................... , , . . , ~
  • 3. de alguns componentes eletr6nicos ~ evidente e proporcional il utiliza~ao Jos sistemas. A rnelhor maneira de conhecermos as partes cornponentes de uma maquina CC e visualizannos essas partes (figuras 5.6 e 5.7). - . ..:;,;~- ~4 , ••<- - "~.". .•. ~ : - ••• A. ~ 4) No quarto estagio temos uma posiyao intermediaria em que a bobina esta inc!inada com relayao ao campo em urn angulo de aproxima- damente 30°. Esse estagio servira para comentarmos a ayao continua Uma descri<;ao minima das partes envolvidas, completa de forma sucinta a sofrida peta bobina com a interayao dos campos, Essa a<;ao tem seu apresenta<;iio do motor: maximo no estagio I ou 3, e ate que atinja 0 estagio 2, tern sua fon,:a 1) Estator: este e 0 nome dado a parte fixa do mOlOr, que pode conteI re~uzida con forme 0 aumento do angulo, sendo 0 no estagio 2. 0 urn ou mais enrolamentos pOl polo, todos prontos para receber I~olpr passa do estagio 2 ao 3, ou do 2 ao I, pois a forya produzida no corrente continua e proJuzir 0 campo magn~tico tho. 0 enrolamento e esta(~io I ou 3 suficiente para que ele tenha um deslocamento maior no estator pode ser chamado de enrolamento de campo. Cada enrola- que 90°. menta pOl polo no estator pode canter um enrolamento de campo Este e 0 funcionamento, descrito de forma simples, para os motores paraleto (Shunt), construido com fio de menor se<;iio e muitas espiras de corre!1te continua de urn modo generico, Voce notara mals frente a e no interior do enrolamento shunt, podemos encontrar 0 enrolamento que nao e tao simples asslm, mas temos uma base estruturada para campo s~rie, construido com fio de maior seyiio e poucas espiras. aplicar nos desatios que surgirao, pois teremos que !idar com termos 2) Armadura: ~ um rotor bobinado cujas bobinas tambem receberiio mais tecnicos e fenomenos um pouco mais complexos como a forya cOlTente continua e produzirao campo magnetico. contra-eletromotriz (FCEM). 3) Comutador: garante que 0 senti do da corrente que circula nas bobinas da annadura sera sempre 0 mesmu, garantido a repulsao continua entre 5.3. Aspectos construtfvos as campos do estator e do rotor, 0 que matem a motor girando. Os motores de,colTente continua, em tem10S de manutenyao e pecyas, sao 4) Escovas: geralmente feitas de liga de carbono, elas estao embastante complexos, Eles exigigem conhecimento, habilidade e um programa constante atrito com 0 comutador, sendo responsaveis pelo contatode manuten9iio eticiente. Sua aplica<;ao em sistemas de controle de velocidade elt~trico da parte fixa do motor com a parte girante. Pode-se deduzirem que 0 torque e um item importantissimo, em alguns casos, ainda nao que as escovas sofI-em um desgaste natural com a tempo, neces-encontrou substituto tao diciente, como 0 caso de pontes rolantes em industrias sitando de inspecyoes regulares e trocas peri6dicas.siderurgicas, A eficiencia tem um pre90: as sistemas eletr6nicos de controle de 5) Interp6los: enrolamento inserido no estator, tigado em sene com aveloc~(~ade e. 0 pr6prio motor CC devem ter urn plano de manuten9aO annadura, para evitar a areac;iio da mesma quando percolTida por umaespeclttco, pOlS 0 desgaste de algumas pe9as pertencentes ao motor e satura9ao cOlTente significati va.®- e ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• Maquinas Eletricas 0 ••••••••••••••••••••••••• 0 ••••••••••• ..0 ••••• 0 ••••••••••••••••••••••••• MOlOrCC 0 ••••••••••••••• 0 •••••••••••••••••••••• ·.0. B
  • 4. 5.4. Tipos de liga~ao e caracteristicas de clisparar. Quanto maior a ayao da FEtvl na armadura maior a velocidade. Conclusiio: a velocidade em um motor de corrente continua esta relacionada funcionamento de motores CC com a FEtvl aplicada a armadura e a FCEM gerada na armadura pelo campo Ligar um motor de corrente continua envolve um bom conhecimento da magnetico do estatof cortando a annadura. Anote isso! aplicayiio que ele ira acionar e do proprio motor. Pudemos observar ate agora Importante que temos os enrolamentos de campo no estator (shunt e serie), que poderao ser excitados com tensao externa, e 0 enrolamento da armadura (figura 5.8). A Se um motor estiver ligado e com determinada rota~o, essa rota9ao lem rela9ao com a quest3.o e como conecta-Ios e com qual objetivo? 0 que acontece internamente corrente que circula na arrnadura. Como a corrente que circula na armadura 6 resultado em se tratando de campo magnetico? da diferen9a enlre FEM e FCEM, se perdermos 0 campo do eslalor e conseqiien- temente a FCEM, a corrente aumenlara signilicalivamente. 0 molor correra um grande risco de disparar" a solrer danos mecanicos em mancais, rolamenlos, buchas, al6m de colocar em risco as pessoas que trabalham com ale. Note os terminais I e l/igados as escovas e T enha em mente: em COn/atocom 0 comlltador da armadura. o ellro/amento sl/llllf do estator possui a • FEM-Forya relacionada com a tensao aplicada a mmadura numerm;iio 5 e 6, e 0 .wirie a numerariio 3 e responsavel pel a corrente que circula por ela e que resulta em forya 4. Lembre-se sempre de que 0 enro/amento motriz. . shunt eformado por l1IuitaS espiras de fio de menor se~{io, enquallto 0 enro/amellto • FCEM-Tensiio induzida na annadura quando esta corta 0 campo serie liformado por pOI/cas espiras de um gerado 110estator que se opoe a FEM. Essa forya deve eSlar sempre fio de se~ao maior. presente no motor Cc. Shunt 5erie . Figura 5.8 Para evitar acidentes e prejuizos desnecessarios, eSludaremos as formas de liga<;ao do motor de corrente continua e suas aplicayoes. Sao tres os modos de As bobinas de campo do estator alimentadas produzirao campo magnetico ligayao: no estator cujas linpas cortaram a armadura. Se houver uma for9a eletromotriz (FEM) na armadura, ela gira e suas bobinas atravessam constantemente as, linhas de campo do estator, criando na armadura um for9a contra-eletromotriz (FCEfYl). No que isso e importante? , . Medindo a resistencia 6hmica do enrolamento da armadura, poderiamos o s/umt estci em para/eto com a armadllra e. tacJlmente calcular, com 0 auxilio da lei de Ohm, a corrente que atravessaria esfiio /igw/os {( alimentar;iio. Pode-~eI esse enrolamento se fosse alimentado, isoladamente, com determinada tensao: Vcc illserir Ulll reostato em serie com 0 ,,hunt,) para diminuir 0 jlw:o gemdo e aumenwr a 1= FEM / R ve/ocidade, mas deve-se IeI 0 cllit/ado de nao eliminar 0 campo totalmeille. Para que 0 motor gire, devemos fazer com que 0 enrolamento da armadura seja atravessado pOl limn corrente. Essa corrente ca1culada nao condiz com a condiyao da maquina em funcionamento, pois grayas Ii forya contra-. -eletromotriz temos a equa9ao: Nesse tipo de liga<;3.o, tanto a armadura quanto 0 enrolamento Shunt do 1= (FEM - FCEM)/ R estator san ligados em paralelo com a alimentayao. Como normal mente a, . . Se. aplicannos mais FEM, a corrente aumenta e a velocidade tambem. Se armadura e construida com fio mais grosso e menos espiras que 0 enrol amen to dlmll1Ulrnl0S a FCEM, a velocidade do motor tambem aumenta, podendo shunt do estator, a annadura consumira mais corrente que 0 estator. 0
  • 5. movir:1ento de rota<;ao e a torque sao resultados da intera<;uo do campo Se 0 motor e ligado sem carga, temos um campo magnerico no estaror que magnetlco no estator com 0 campo magnetico na armadura criado pela corrente e dependera da corrente absorvida. Se essa COlTente baixa, 0 campo magnetico de almadura. induz llma baixa FCEM na armadura c temos uma velocidade considentvel por Como a annadura e 0 enrolamento "shunt" estao em paralelo com a alimen- conta da cOlTente e da FEM na armadur;j. Se aumenramos a carga, aumentamos ra<;ao, se a tensao de a~imentac;ao nao variar, podemos esperar uma rota<;ao a cOlTente de annadura e tambem a campo do estator, sofrendo uma queda constante na p~nta. d~ elxo do motor, sem carga. Ao aplicarmos carga a esse tambem consideravel na velocidade. motor, d~Vldo a reslstencla no enrolamento da armadura, ha uma pequena queda Em comparac;ao com a motor shunt, 0 motor sene tern um excelente na velocldade e aqueclmento. Quanto menor a resistencia da am1adura men os torque de partida, mas uma regulac;ao de velocidade ruim, pois to do aumento ~erda em velocidade Com aumento da carga havera. 0 aquecimento se da pelo de carga resulta em aumento da corrente e consequente queda de velocidade. tato de lI~pOlmOs resistencia mecanica ao eixo, 0 que provoca redw;;ao na FCEM Isso e esperado, ja que os enrolamentos estiio em serie. Se aumentamos a e consequentemente aumento da corrente na armadura para manter 0 torque. corrente, a comportamento do campo nesses enrolamentos e extremamente . Conclusao: man tendo 0 campo shunt, a FCEM induzida na armadura afetado. Quanta maior a corrente menor sera a velocidade, pois teremos uma lmp~de que 0 motor atinja _velocidades. perigosas sem carga e este e 0 grande FCEM mais atuante. A velocidade no motor serie, par observa<;:iio, esta atratlvo desse tlPO de hga<;ao. Se reduzlrmos, atraves de urn reostato, a tensao intimamente ligada it cOlTente sob carga. Se um motor serie parte sem carga. no el1lolul~ento shunt, terernos aumento de velocidade, mas isso e extrema- corrente e FCEM baixas, a velocidade pode ser tao alta, que ele se auto- mente pengoso. Deve-se to mar 0 cuidado de nunca abrirmos 0 shunt sob 0 destruira, podendo causar serios danos a pessoas. nsco de 0 motor atingir velocidade muito alta, impondo riscos desnec~ssarios ,1s pessoas. Conclusiio: 0 motor serie e excelente em aplica<;oes em que ha Lima alta carga de inercia, como trens e aplica<;6es com forte tra<;iio, tomando-se a Podem~ esperar tambem uma boa regulac;ao de velocidade, pois com 0 cuidado de opera-Io sempre com carga acoplada. aumento d~ 9flrga, tem-se reduc;ao cia FCEM e conseqi.iente aumento da 3) Motor Serie-Paralelo (Compound): corrente de arl1)adura, 0 que ajuda a manter 0 torque. 2) Motor Serie: Siio dois as IIpOSde compoll/ld: a clImlil(/{ivo e a diferencial. {lido depende da Iig(lI;iio do enrolamel/IO de E allamen/e recoll1endado qlie mo{ores shufli. Para /Illidar de 11111 lipo para a serie par/am com c(JJ·ga.pois com 0 {orqlle Olliro. basta inverter a bobina dl: shul/I. e/evClclona partida. sem carga, e/es lenclem a alil/gir velociclades qlie podem reslil{ar /1a destruir;iio do mOlor. Com 0 intuito de combinar a melhor da ligac;iio shunt com 0 melhor da liga<;ao serie, temos a liga<;ao compound. Conseguiremos a excelente regula<;ao Nesta liga<;ao temos a enrolamento da armadura e 0 enrolamento serie do de velocidade do motor shunt, com 0 excelente torque de partida do Illotorestat~r conectados. em seric e ligados a alimenta9iio. Temos entao dois serie. Os motores compound sao utilizados onde ha necessidade de velocidade:nr~ldmentos ~om lio de certa sec;ao circular e poucas espiras, Iigados em serie. constante com variac;oes extremas de carga. A id6ia do mOlar compound eEstancia as dOlS enrolamentos ern serie, e certo deduzir que 0 campo magnetico tornar possivel 0 aproveitamento do alto torque da liga<;ao serie, sem disparosen ado no estator dependera da mesrna corrente aplicada ao enrolamento da de velocidade com cargas reduzidas au nenhuma carga e em seguida fazer usa·.mnadura. da baixa variac;ao de velocidade do motor shunt sob diferentes situa<;6es de carga.
  • 6. o motor e inicialmente conectado como motor sene, mas com 0 mesmo, por comutar constanternente os p610s das bobinas, elt: exerce ~l mesmaenrolamento shunt em paralelo com 0 conjunto "annadura e enrolamento atividade que diodos retilicadores, mas cit: fonna mec:inica, que e permitir aserie". 0 enrolamento shunt deve produzir campo magnetico com mesma circulayao de corrente em apenas um sentido. 0 comutador esrabelece contatodire(,:3o e sentido ao campo produzido no enrolamento serie. Temos agora urn entre as bobinas e 0 ll1eio externo pelas escovas, geralll1cnte de carbo no, quemotor com torque alto na partida, mas com velocidade limitada, e conseguimos enquanto a m<!quina permanece em rotayao, estao em constante atriro com 0tambem que ele tenha baixa variayao de velocidade, mesmo variando a carga. comutador. Esse tipo denomina-se motor compound cumulativo. Em algumas Pode-se deduzir que ha urn desgaste natural das escovas e do propriosituayoes, ap6s utiHzada a caracteristica do motor serie, 0 enrolamento sene comutador com 0 tempo, a!em disso, em manutenc;:oes periodicas, precisamospocle ser curto-circuitado, para que nao interfira no trabalho de regulayao do limpar 0 comutador, eliminando residuos depositados. As escovas possuem urnenrolamento shunt. periodo de troca que deve ser respeitado, evitando que a sua parte metalica atinja 0 comutador, daniticando-o. Quando a manutenc;:ao peri6dica nao e Algumas aplicayoes requerem motores que aceitem uma queda respeitada, os residuos depositados sobre 0 comutador podem aumentar a suasignificativa na velocidade com 0 aumento da carga. Podemos adaptar 0 motor resistencia de contato com as escovas. Os mesmos residuos podem se depositarcompound para atender a essa necessidade tambem, ligando 0 enrolamento entre as laminas do cOll1utador, causando um curto-circuito.shunt de modo que produza urn campo magnetico contnirio ao campomagnetico no enrolamento serie. 0 enrolamento serie alivo no motor produzUll1 campo em oposiyao ao campo do enrolamento shunt, reduzindo 0 camporesultante, aumentando assim a velocidade, mas sofrendo a queda develocidade com 0 aumento da carga, caracteristica do motor serie. Para entender 0 ajuste da linha neutra, precisamos voltar ao funciona- ,~ mento do motor CC no item 5.1 e seus estagios. Existe um momento, quando a Esta ~ecpica, quando utilizada, da ao motor 0 nome de compound bobina est<!perpendicularmente posicionada com relayao ao campo tixo, quediferencial. Os motores compound diferenciais tem aplicayao limitada pelo nao ha ayao do campo e, consequentemente, forya magnetomotriz. Nesserisco de instabilidade. 0 motor pode disparar sob certas condiyoes: quando a momento devemos "desligar" a bobina, em seguida mudar seus terminais. Issocorrente de armadura aumenta com 0 aumento da carga, 0 campo no evita faiscas em excesso no cornutador e desgaste desnecessario das escovas eenrolamento serie tambem aumenta. Como 0 campo nesse enrolamento esta em do pr6prio comutador. Este e 0 principio e motivayao para 0 ajuste da chamadaoposiyao ao can)po shunt, 0 fluxo totale reduzido, consequentemente temos linha neutra, momenta no qual a forc;:a contra-eletromotriz induzida ~ a menorum £lumento na velocidade e 0 motor pode disparar. Quando e indispensavel a possivel, 0 que produzini menos faisca se realizada a comuta<;ao.utilizayRo do compound diferencial, geralmente 0 fabricante produz motorescom um fraco campo do enrolamento serie, reduzindo os riscos, mas aindaassim a aplicayao e limitada. Exemplo de aplica~ao: Vm elevador de carga utilizando motor CC, operacom ligayao serie para subir carga, torque elevado necessario. Para descer, naohavendo necessidade de torque mas controle de velocidade opera com ligayaoShunt. Quando sem carga ou com carga reduzida, opera com ligayaocompound. Alguns profissionais simplesmente nao se dao conta da importancia docomutador. Esse dispositivo e um retiticador rnecanico dentro do motor. Isso0.L .................. " ........................................................ - .t/mor cc .............................................................................. Q ..::;::,;
  • 7. 5.7. Identifica~ao «os terminais das maquinas CC o~, Rotor Eslator Para realizar ligayoes em uma maquina CC, e necessario ter conhecimento o estalOr posslli lllna <!.Icalll 1/11 panede seu conteudo que possibilite reconhecer os tenl1inais das bobinas internas (1S jionwl. Slispemo. jiea pre.l() <I 1II11a mola /III pllrte traseira qlle () impedequais voce esta conectando.Nol1l1almente os motores CC saem de fabrica com de girar COlli 0 1"0/01.A j()/~aesquemas de ligayao definidos no manual do fabricante. Para executar a ligayao /lecesscirw para segllrar 0 (!.IIIIIOr Iidesejada, siga a risea a recomendayao do fabricante. oa 120 Vcc i/l(licada nll escala, Se urn motor antigo chegar ate sua bancada para uma avaliayao, e nao 11<1qualqller sinal de marcayao de terminais com numeros e esquema de liga<;iio aser seguido, voce tera de marcar os tenninais e realizar os testes necessariospara atestar a contiabilidade do motor. A numerayao lItilizada deve ser a quelItilizamos ate aqui para a armadura e para os enrolamemos do estator.Identifique os terminais de acordo com 0 enrolamento. Lembre-se de que 0 Objetivo: Estudar as propriedades e caracteristicas dos motores CC nashunt sac muitas espiras e fio de menor seyao, enquanto 0 serie possui poucas pratica. Trayar curvas torque x velocidade dos motores CC estudados. Observarespiras e tio de maior seyao. na pn1tica como realizar conexoes decircuitos com motores e conexoes medinicas com equipamentos auxiliares. Note que optei pela idelltificayao numerica, mas podem ser utilizadasktras. Identifica<;uo: Armadura: (A;B) ou (l ;2) Os ensaios descritos em seguida loram realizados com um delerminado motor CC, Isso i~l.)11t:(C;D) ou (5;6) nao quer dizer que voce tenha que realizar seu ensaio com uma maquina exatamente igual, nem que tenha de obter os mesmos valores anotados neste ensalO. 0 objetivo Ser~e: (E;F) ou (3;4) principal e a constatay30. Voce leu e releu a teoria, agora vai comprovar alguns Interpolo: (G;H) aspectos seguindo um guia de procedimentos elaborado de forma que voce possa comparar seus resultados com os resultados esperados e com os anotados no livro. Registre seus resultados. Para veriticar 0 cornportamento do motor CC com carga, necessita-se de Equipamentos Utilizados: motor CC, fonte CC ajusul.vel 0 a 120Y 8A,equipamento auxiliar que possa fornecer e medir a carga aplicada. 0 equipa- eletrodinamometto com capacidade de aplicar cargas ate 3 Kgf.m, tac6metro,mento utilizado e 0 eletrodinam6metro que possui um estator com enrolamento voltimetro e amperimetro para as correstes especiticadas, reostato de 500n.e um rotor gaiola de esquilo. 0 estator nao e fixo a uma base, mas tica preso a Aten~iiolima mola com tensao correspondente 11 escala de torque de 0 a 3 Kgf, tambempresa ao estator. Mas como ele funciona? Estamos trabalhando com niveis de tensao que podem trazer risco a vida humana e partes mecanicas girantes que podem causar danos lisicos, portanto realize os ensaios Observe na tigura 5.13 que 0 estator deve ser alimentado com tensao CC apenas sob orientar;ao e supervisao de um prolissional habilitado e siga it risca todasde 0 a 120 Y. Quando alimentado, 0 estator produz um campo magnetico que as orieotar;oes de seguranya. Antes de ligar 0 equipamento para verificar 0induz no rotor outro campo magnetico. A a<;ao do campo do estator sobre a luncionamento e tomar nota dos dados, peya ao prolissional citado que inspeclone 0rotor tenta segurar 0 rotor em uma posi<;ao fixa. Como 0 estator nao esta tixo a circuito. Liga¢es e alterar;oes devem ser teitas com todos os equipamentosuma base, ele tenta acompanhar 0 sentido de rotayao do rotor, mas e impediclo completamente desligados.pOl uma determinada tensao cia mola que sera indicada na escala. A indicayaomostra a forya que 0 motor esta realizando para mante-Io girando mesmo Caracteristicas da Maquina CC: 0,25 HP 1800 rpm 120Y 2,8A, Incontra a vontade do estator do dinam6metro. Pode-se encontrar dinamometros enrolamento Shunt = O,JA, In enrolamento Serie = 3 A, In Armadura = 3 A.com escala em lbf.in. A relayao e 1 Kgf.m = 8,68 lbf.in.®- ..................... ... .
  • 8. ••••••••• !fIll.mjl!l·._.~ ••••• ~II1.-::"!CTtfjJ.rlIil. 5.10. Exercicios de fixa~ao Capitulo Descrcva . principio 0 de funcionamento do motor Cc. Cite as partes principais de uma maquina Cc. Qual a fUllyao das escovas em uma maquina CC? Qual a funyao do comutador em uma maquina CC? . f Como podemos identiticar 0 numero de polos de uma maquina CC observando 0 estator? 6) Quais as diferen1as entre 0 enrolamento serie e 0 shunt de uma maquina CC? 7) Quais as principais caracteristicas do motor serie? 8) Quni:; as principais caracterlsticas do motor shunt? Tudo que foi estududo para motor· CC vale, de certa maneira, para 0 gcrador CC, atinal os dois, mcsmo tendo funyoes diferentes, vem cia mesma 9) Quais as principais caracteristicas do motor compound? maquina Cc. A maquina corrente continua pode produzir for1a meciinica 10) q.uais as diferenyas entre 0 compound diferencial eo cumulativo? rotativa, motor, ou gerar energia el<~trica CC a partir de uma forya mednica 11) t?~il a motivuyao principal para utilizar uma maquina CC em um rotativa, gerador. sistema industrial? Este capitulo mostra as principais caracteristicas do gerador CC, tipos de ligayao, vantagens e desvantagens de cada uma, seguindo a mesma tilosotia adotada aqui: desenvolveremos uma teoria minima e realizaremos ensaios comprobat6rios, o processo de gerayao de energia esul ligado aos fen6menos eletro- ·magne[icos estudados no capitulo I, especificamente a lei do eletromagnetismo que trala da difcn::n1a de potencial resultante nas extremidades de urn condulor peta tlc;:ao deste dentro de urn campo magnetico, Um gerador ee, como 0 motor CC, possui tres componentes principais: enrolamento de estator, armadura e comutador. No gerador CC, 0 enrolamenro do estator e alimentado com tensao ec para produzir um campo magnetico tixo, Pelo fato de essa tensao clar origem ao campo magnclico do estator, recebe 0 nome de tensao de excitayao, Esse campo magnetico corta as espiras do enrolamento cia arrnadura (ou vice-versa) quando este, par a1iio mecanica, girar dentro do campo,~ ................................ " ,. ~,~,,.,,,.,,,,,,,,,.,,,._.. ,,_,,.,.. .B ,,.,.,.. ,,,.,,.,,.,._,,,.. ,.. ,.,.,?~~~I~.o,r,
  • 9. ~~mpo magnetico mais espira em rnovimento resultam em indw;ao ektro- No momento em que passa a t:xistir uma lklp emre as escovas e elste umamagnetica, que resulta em ddp a qual e levada ao rneio extemo pdo conjunto de carga ligaJa a essas escovas, precisamos Jetemlinar n semidu lIa COlTente queescovas mais comutador. A figura 6.1 representa um gerador CC elementar: ao percoIT<: a carga antes de meJi-la. Para isso utillzaremos a regra da maoaplicannos fon;:a meciinica a manivela, rotacionamos a bobina que, cortada pelas esquerda para geradores, que e parecida com a regra para mo[ores, 0 que l11udalinhas de campo, produz uma diferenc;:a de potencial em seus tenninais. e a mao. A figura 6.3 exibe a mao esquerda 1 ..j ddp germ/" e.wi preparaJa para a amilise, 0 indicador mostra 0 cr=--- ,,...-----.., ==t" ---=; ~ ,elli/U ap/icad" a "I/W sentido da COlTenre, 0 polegar 0 sentido da carga reSISlila e ton;:a aplicada e 0 restante dos dedos For~a mectlOica t medida com U acompanha 0 sentido do tluxo. Utilize a regra lo/limelrD. Naligum podemo, observar q/ll! e confimle 0 sentido da COlTente representado a bobilla eIlCOlllrCl-,e na figura. 0 sentido da ton;a aplicada esta peipenicli/armellle em indicado com pequenas seras pretas na re/a:llo 110ClIIIl[iO. bobina. Temos lel/.(/II genli/" oV indiwda 110 IO/Iimelro I! nil gnil/co Como terceiro estagio poclemos observar 0 valor m~l.,imo de tensao para esse eSlligio. alcanyaclo quando a bobina esta totalmente imersa no campo. No gratico a sen6ide atinge 0 seu apice. A tensao gerada no estagio representado na figura e OV, mas contorme abobina vai assumindo llma posic;:uo mais proxima ao paralelismo com as linhasdo campo, maior 0 nivel da tensuo gerada. A figura 6.2 representa a bobil)a,sob ayilo de lima .forya, iniciando um giro no sentido anti-horario. Note que atensuo indicada ~o voltimetro ja nao esta mais em 0 c a 0 grafico senoidaltambem saiu do O. ut .~ ~cr=-_~--==-I--_~==t"--<~="-+-l Esses estagios sac repetidos sucessivamente, sendo tomecida na saida uma tensiio continua pulsante. Continua porque a corrente, apesar de oscilar entre 0 e um maximo, circula sempre em urn mesmo senti do. Essa tarefa e responsa- bilidade do comutador, que neste caso funciona como urn retiticador mecanico.8.. 0" •••• 1., ••••••••• 0 ••••••• Maqltinas Eltilricas I •••• , •••••••••••••••••••••••••••••••• ,., ••••••••• ....•............................. ?e~·~I~/.II.r. ............•.................... ~.~ .B
  • 10. Existem dois modos para aumentarmos a tensao gerada: lixo. As bobinas da armadura, sob a<;iiode for<;a mec:inica extcma, cortam esse 1) Aumentaro campo magnetico fixo; CJmpo gerado e induzem nessas bobinas uma tens:io. ()(110 dito antcriunnente, essa tensao tera relayao com a velocidadc aplicada a am1adura e a inrensidade 2) Aumentar if rota<;:30 mecanica aplicada a m{lqLl1na, aumentando a de campo tixo produzida pela exciwyao. freqiiencia dos pulsos e a tensiio media. Sem carga conectada a armadura, teremos tensao em seus tenninJis, mas Se dobrarmos a velocidade, aumentamos a tensao induzida; se aumen- nenhuma corrente t1uindo nela, p0l1anto nenhuma oposiyao J rota<;:io Impressatarmos em 10% a excitay30, aumentamos tambem a tensao induzida. pela forya mecanica. Sc unia carga e conectada a armadura, uma corrcnte t1ui Existe diferen<;:a entre 0 gerador funcionando a vazio e com caga. Ao na armadura e um novo campo surge, interagindo com 0 campo lixo. criandoaplicarmos uma carga ao gerador, teremos correntecirculando e conseqiien- uma for<;a resistente a fon;:a mecanica exteroa._A maquina respons:id pelatemente queda de tensao gerada. Para suprir essa queda, a maquina que foroece forya meciinica deve suprir essa nova necessidade de torque para cirar quedapotencia mecanica ao gerador deve aumentar 0 torque aplicado e/ou devemos de tensao gerada ou deve-se aumentar a intensidade do campo fixo.aumentar a tensao de excita<;:ao. Se observar as figuras i1ustrativas 6.1, 6.2 e 6.3 utilizadas ate 0 momento, notara que e Se voce relirar 0 comulador, que 0 relilicador mecanico, ainda sim leremos nas fOI ulilizado um campo magnetico proveniente de um ima. Podemos considerar esle extremidades da bobina uma tensao gerada, mas que sera alternada. No capitulo 9 caso como excita9i:10independente, ja que 0 campo magnetico no estator nao depende estudarmos alternadores, tera a oportunidade de perceber isso. da for9a meca.nica aplicada para existir e como vera mais a Irente a propria excila9ao iniclal de um gerador auto-excitado provem de magnetismo reSidual na maquina. ~. 1-".1 6.3. Excita~ao de campo Shunt Como os/aspectos construtivos do gerador CC sac os mesmos do motor o gerador CC serie tem uma caracteristica peculiar: ele precisa cia cargaCC, vamos direto ao estudo cia excitavao de campo para geradores CC. Existem para trabalhar. Em outras palavras, se nao tivermos carga conectada, nao teremosdais modos de produzir 0 campo magnetico tho no estator: excita<;:ao tensao gerada. Isso se deve ao faro de a armadura estar Iigada em serie com 0independente e ,~/auto-excita<;:ao. Consideraremos excita<;:3o independente a enrolamento sene e os dois em serie com a carga. Se nao houver carga, naoalimentac;ao da bobina de campo pOl tensao CC extema. Vamos tratar do havera corrente circulando pelo circuito. Sem corrente no campo seriel1<1o temosgerador de campo shunt (figuras 6.5). excita<;:ao, sem excita<;:ao nao temos tensao induzida. Claro que, ao mediI: com 0 mu!timerro, podemos esperar uma pequena tensao de saida devido ao campo g.erado pelo magnetismo residual. 0 gerador serie pode ser visto na figura 6.6: A fonte CC prod/lz exciuu;ao no Shl/nl. A + o gerador campo serie. COIllO de .IeI po Vcc e lorr;a molora aplicmla ao eixo da armadlllCl que. girando, lem SIU/.1· bobil/as, observado. lem 0 aI/menlO da((1/lsao freqiienlemenle, corrando o· campo gerada ligado Ii carga. QuWllO mel/or a indllzindo lima lellsao qlle pode WI medida impeddncia de carga. maior a carrel/Ie ql/e com I/m voltimelro conecrado cis eSCOlas. circliia I/Ocircl/ilO, maior 0 campu serie e malOr a lellSiio geracia. Com 0 CirCllilo Armadura Shunt aberlo jicamas redl/tidos a indl/~iio Figura 6.5 cal/sac/a pelo magnelismo residl/al. Figura 6.6 o gerador de campo shunt e 0 que mais se aproxima do que foi estudadosabre geradores ate agora. Para que ele opere adequadamente, e necessaria uma Esta clara a dependencia desse gerador com rela<;:ao a carga. Quandofante externa para excitar 0 enrolamento shunt, produzindo campo magnetico temos uma carga com alta resistencia, a corrente no circuito e baixa e 0 tluxo8- •• ••• 0 ••••••••••••• 0 • •••• •••••• ••••• ••••••• 0 ••••••••••• ;0 •••••• ·••••• 0. ••••••• •••••••..••..••. - ••••••••... . ••••• ~~~·~I~~~ ~.~ •..•...•••••••.•.••••••••••••...• ..e
  • 11. do campo magnetlco tambem e fraco, conseqi.ientememe a tensao gerada e carga, a tcnsao de armadura e na carga decrescem por dois motivos: 0 primciropequena. Reduzindo a resistencia de carga, elevamos a corrente e conseqi.ien- a propria reayao entre campos cia :.!rmadura e campo tixo, :.!outr:.! pcbs pcn1asternente a tensao de saida ate 0 limite em que haja satura9ao do campo e as internas no cobre que aumcntam com 0 aumento da corrente.perdas no circuito armadura enrolamento sene atinjam val ores inadequados. Perceba que se a tensaQ de saida, tensao na armadura, decrescc, a excitayao do campo shunt tambem decresce, 0 que favorece ainda mais a queda 6.5. Tipos de geradores CC auto-excitados na tensao de saida. Pode-se compensar essa queda na tensao com ajustes no reostato do campo shunt, aumentando a tensao para 0 shunt, 0 que aumenta a Alem dos geraq.ores com excitayao independeme temos os geradores auto- tensi:io de saida, desde que esse valor ja nao esteja no maximo. Ajustes-excitados. 0 gerador shunt auto-excitado e 0 gerador compound SaD exemplos. automaticos podem ser instalados, vigiando a tensilo de saida e atuando noNo gerador auto-excitado nao necessitamos de fonte externa para ge.xar 0 campo shunt. ~ 0 0campo no estator. A energia para gerar 0 campo vem da propria tensiio geradanos terminais de saida da annadura. Mas como e produzido 0 campo magnetico -Ii 0 magnetismo residual, ignorado nos geradores com excita9ao Illdepen- dente, torna-se agora peya fundamental. Ele e responsavel pelo pequeno tluxoinicial? lvlesmo que as bobinas de campo do estator nao tenhum alimentayao, inicial cortado pe!as bobinas da armadura. Uma pequena tensao sera induzidacomo ern toda maquina eletromagnetica, temos um magnetismQ residual no nas bobinas da armadura que realimentarao a com:~nte no enrolamenlO shunt,estator, produzindo um campo magnetico residual fraco, mas suticiente para produzindo UI11 tluxo maior. Essa a9ao e reayao siio continuas, ate que a tensaogerar a tensiio de auto-excitayao inicial.1 atingida nos terminais cia armadura seja sutkiente para manter a e.,(.;itaifao As liguras 6,7 e 6.8 mostram 0 diagrama eletrico simpliticado dos gera- exigida para sustentayao do nive! dcsejado de tensi:io de saida.dares shunt e compound auto-excitados respectivamente. j. Para que esse fen6meno ocorra satisfatoriamente, ~ necessario que 0 ;; " ~ E F ( 3 magnetis!TI() r~sidual seja somado ao campo magnetico que sera criado no enrolamento shunt. Portanto, depende da polaridade do campo shunt, (ieterminada pela ligayuo do enrolamento a armadura. Se 0 campo shunt eSliver em oposiyao ao magnetismo residual, podeni anul<i-lo; Uma simples inversiio na ligayao do shunt pode corrigir esse eventual problema. o gerador compound auto-excitado pode ser montado como compound diferencial ou como compound cumulativo. Tudo depende de como 0 enrQlamento serie e ligado com relayao ao shunt, se em oposiyao ou adi.;ao. Quando temos as dois t1uxos, do campo serie e do campo shunt em adi~ao, temos 0 compound cumulativo. Se os dois t1uxos estilo em sentidos opostos, temos 0 compound diferencial. Q numero de espiras do enrolamento sene da ao gerador compound caracterist.t9i~E:.l,;.~P-~9i<!is.Se enrolamento serie possui muitas espiras, teremos . 0 Nota .urn gerat{or em que a tensao de saida e maior a plena c31r~a do que sem carga ("6vercompounded). Tor outro lado, se 0 enrolamento serie possui poucas espiras, No compound, 0 enrolamento serie tambem pode ser Iigado diretamente em serie com a tensao sem carga e maior que a tensao com cargal (undercompounded). A a armadura depois em paralelo com 0 shunt. Sao pequenas as diferenyas resullarjles. situayao inrennediaria sena a ideal em que 0 enrolamenro serie prove uma "---_ •.... __._._.. . .. .. .. ~·l//·-// /;-; situayao em que as..tens6es com carga e sem carga sao iguais (tlatcompounded). 8erador shunt auto-excitadq ~ urntregulayao de tensao deficiente pOIser totalmente dependente do tluxo no campo shunt, que e realirnentado pela Quando conec_tado como compound cumulativo, se a corrente de cargapropria tensao gerada na annadura. Se houver urn aumento na corrente de aumenta, a corrente atraves do campo shunt diminui, diminuindo 0 campo shunt,
  • 12. ,mas a mesma corrente de carga em aclive eleva a corrente no enrola~ne_nto serie e Ri Ri=lmpedancia d" Linha+ Himerna ocampo serie aumel1ta. Essa interayao garante uma variayao peCLuefa, quando 280hm.._____ I RL(n) 1(:) VRL(V) nao irris6ria, cia tensae na carga (regulayao de tensao). - ---- i Ab<:l1o () 120 -:-00 0,l7 115,4 6.6. Aplica.;oes dos geradores CC -100 0,2~ 112,1 Carga HL 300 0,37 ! 110 Geradores CC ~ao utilizados quando necessitamos de corrente continua a 100 09-1 , , I 93,7 partir de forya meciinica. Este e 0 caso de dinamos e geradores CC embar- I cados. Encontramos geradores CC em navios, barcos, bicicletas, aurom6veis e 70 1.22 i 85,7 ate em submarinos para recan-egar as baterias dos motores CC de propulsao: A questao e definir tecnicamente, com 0 gerador em maDs e seu manual disponivel, que tipo de instalayao e liga<;ao providenciar para ele para 0 melhor Ri 28 Ohm aproveitamento dentro cia aplicayiio. Para isso voce pode seguir as orientayoes de um protissional experiente, sem contestayao, ou argumemar com de, tendo como base suas experiencias pessoais com geradores Cc. E necessario, ponamo, que conheya 0 comportamento de um gerador nas fonnas de liga<;ao existemes. ,.,: Os getaq.ores de excitayilo independente normalmente sac utilizados quando 0 ge;ador deve responder rapidamente e com cena precisao a urn controle exter~o de aumento ou reduyao da tensilo de saida ou quando se deseja Quem ja eS[UdOll circuitos e1etricos sabe que com 0 allmento cia corrente urn range consideravel da ten silo de saida. 0 inconveniente eque temos um solicitada pela carga ha urn aumento da queda de tensao na resistencia imerna outro dispositivo s~parado do motor que exige aten9ilo: a fonte cle excita9ao, da fonte e, conseqiientemente, redu9ao na tensao de saida. 0 gerador CC serie que pode ser um ~onjunto de baterias. pode ser utilizado para au men tar a reglllac,:ao de tensao nesse circlli!O. Com 0 Os geradores auto-excitados, pOl dependerem apenas deles mesmos, aumento da corrente solicitada pela carga 0 gerador serie produz mais tensao. tomam-se solu90es melhores em algumas aplicayoes. Nao tendo fonte externa induzida, 0 que compensaria as perdas na tensao transmitida a carga (figura para excita<;ao do campo obtem-se uma reduyilo com custos de manutefil;ao 6.10). consideniveis, mas limitamos a a<;ao sobre 0 gerador, pois temos apenas o gerador serie tern side utilizado, portanto, em sistemas de distribuic,:ao controle parcial do campo de excitayao. CC como um buster de tensilo de Iinha, melhorando a regula<;ao. Devido a o gerador serie tem uma aplica<;ao extremamente tecnica. Observe 0 dependencia da carga, 0 gerador serie e uma escolha nao recomendada para sistema em que temos uma fonte alimentando uma carga e essa fonte POSSU! servir como fome CC pOl sua regulac,:fio ruim. uma detenninada resistencia interna (tigura 6.9) e somada a isso temos a Veremos quatro ensaios com geradores CC com conclus6es obvias e impediincia da linha de transmissilo. Conforme 0 aumento da corrente de carga, perguntas para que voce responda com suas proprias observayoes. Execute os observe 0 que acontece com a tensuo na carga: ensaios a seguir com declicayao e total aten<;ao. Anote todos os resultados e procure resposta para todas as quest6es que surgirem pelo caminho. Finalmente, formule seus proprios questionamentos que, com pesquisa e tempo de trabalho com essas macjuinas, serao respondidos. 8..~ Maquinas Eliitricas - - --
  • 13. d) OyerCompound-SobreCompound c) UnderCompound-SubCompound f) FlatCompoLffid-Compound Normal f 6.8. Exercicios de fixa~ao 1) o que ~ gerador? 2) Qual 0 componente que detine se urn gerador sera CC ou CA?-=-3-) Descreya 0 principio de funcionamento do gerador. 4) Quais sac os dois grupos prindpais de geradores CC? 5) Descreya as vantagens e desyantagens dos geradores com excitac;:ao independente com relac;:aoaos geradores auto-excitados. E reconhecido como motor monofasicoqualquer urn que nao seja ligado a lima linha tritasica. Tecnicamente avaliando, urn motor tigado a uma rede Descreya as caracteristicas do gerador shunt com excitac;:ao 220V, corrente alternada, fase-fase, na realidade recebe duas fases, estando independente. coneclado a lima rede bifasica. POl outro lado, se conectannos 0 motor a uma Cj~r caracteristicas do gerador shunt auto-excitado. rede nOY, fase neutra, teremos lima alimentac;:ao monofasica para 0 motor. Desqeva as caracteristicas do gerador compound. Tratando-se de maquina, nomeamos 0 motor de acordo com a modo de tratar com a tensao de alimentac;:ao internamente. Como as fases sao defasadas de De as caracteristicas do gerador serie. 120 e analisa-se a resultante aplicada ao motor e seus efeitos, chamamos de 0 motor monofasico aquele cujo funcionamento esul baseado em uma fase. o mais importante e que estamos cercados par esses motores, principal- mente na vida domestica. A bomba dagua do condominio, 0 aspirador de po, 0 processador de alimentos, 0 condicionador de ar, 0 ventilador, todos esses aparelhos/equipamentos podem ter ou tern como elemento 0 motor monofasico. OsmolOres monofasicos sao encontrados geralmente com pOlencias menores que IOcy. Esle capitulo aborda as caracteristicas elementares do molor monofasico de fase diyidida eu fase auxiliar, com e sem capacitor de partida, motor de fase dividida com capacitor pennanente e do motor de campo dislorcido ou polo diyidido. Para 0 motor de fase dividida e feita uma demonstrac;:ao de ensaio pratico, executando testes fundamentais para auxiliar na compreensao do funcionamento des sa maquina. Yoce fica com a tarefa de associar os molores estudados com os motores presentes no seu dia-a-dia e chegar a conclusao de que na industria 0 dominio do motor trifasico e toral, mas em elelricidade predial e residencial, 0 molor monofasico e soberano. Mo{ores Monojasicos CA G ............................................................ _ ~
  • 14. 7.2. Motor de fase dividida - Caracteristicas constru tivas Basicamente 0 motor de fase dividid:l possui quatro componentesprincipais: enrolamento principal, enrolamento auxiliar ou de partida, rotorgaiola de esquilo e interruptor centrifugo (tigura 7.1). o Interruptor gentrifugo o illiermplOf cell/fiji/go deve estar sempfe /igado 110 enrolall1elllo aw:i!iar pi/ra des/igci· ·10 I/p6s a partida. 0 ellfo/amenlO allxiliar 7.3. Principio de funcionamento do motor niio slIporra 1/ lellsc/o lIomif/al do mOlOr pOl ml/is de pollCOS seglllldos e precisa set de fase dividida desligado ap6s parlida. Para en tender 0 funcionamento do motor de fase dividida, e preciso saber 1/ Rotor ll"iola Ull1 poueo de an,llise de circuitos CA e eletrornagnclismo para aplic~lImos 0 principia da indlll;:ao ao rotor, em que uma corrente e induzida nele pelo campo PrinCiPal/, ! magnetico criado no estator. Analise de circuito CA para entender como a fase , Fig/llll 7./ e dividida. o principal e 0 enrolamento de trabalho do mOlor, 0 qual mantem 0 motor Temos dois enrolamentos com caracteristicas eletricas diferentes. 0funcionando. Ele e constituido com muitas espiras de fio mais grosso que 0 enrolamento principal ou de trabalho, por ter mais espiras e lio de maior seyaoutilizado para 0 e9folamento auxiliar. que 0 enrolamento auxiliar, possui menor resistencia e maior reatancia / indutiva. Par outro lado, 0 enrolan:ento auxiliar possui maior resistencia e o enrolamento auxiliar e 0 responsavel pela partida do motor. Ele ajuda a reatiinlCia menor ou proxima a reatancia do enrolamenlo principal. 1550 provocaproporcionar 0 torque inicial para que 0 motor saia da inercia. 0 tio utilizado dUllS defasagens angulares de corrente com relayao it tensao da reele se osnesse enrolamento tern seyao menor que 0 tio utilizado no enrolamento enrolamentos forem conectados em paralelo com a rede.principal. A tigura 7.4 mostra a ligayao do motor de fase divielida. A representayao o interruptor centrifugo tern a responsabilidade de desligar 0 enrolamento eletrica e apresentada na figura 7.5. Note que 0 interruptor centrifugo (lC) estaauxiliar ap6s a partida. Esse interruptor inicia ligado, permitindo a energizayao acionado. Colocando em numeros, considere os seguimes valores:do enrolamento auxiliar. Ap6s a partida, 0 enrolamento auxiliar deve serdesligado, entao 0 "interruptor centrifugo, que fica preso ao rotor, sob ayao da Raux = 6,50, Rprin = 2,90, ZLaux = 100, ZL prin = 8 0, sendo Rfor9!l centrifuga, abre 0 contado eletrico, desligando 0 enrolamento auxiliar. medida com 0 ohmimetro e Z encol1trado no ensaio com COITente alternada. Orator gaiota de esquilo, pronto (tigura 7.3), nao parece uma gaiola deesquilo. Quando analisamos a sua construyao ou construimos urn experimental(tigura 7.2), notamos a semelhanya. Nesse rotor seraq induzidas as correntesque formarao p610s magnelicos que seguirao 0 campo girante no estator.0l .......................................................... , , .
  • 15. Fisicamente 0 enrolamento auxiliar esta posicionado, em um motor de quatro polos, a 45° do enrolamento principal (180° / n~ de polos). Sabe-se IT agora que a divisao de fase permite que criemos um polo no enrolamento Interruptor cenlrifugo auxiliar e em seguida, alguns graus depois, um polo no enrolamento principal. IC No rotor gaiola sao induzidas correntes por esses I.:ampos magneticos, que -<> criam campos magneticos opostos, tem-se entao polos conrrnrios no estator e no VCA rotor. Como polos contrarios se atraem, 0 rotor e fon;aJo a acompanhar 0 Rprin Raux + "v VCA deslocamento de 45° Jos polos auxiliar para 0 principal, iniciando 0 movimento 11 12 do rotor. Vcr figuras 7.6 e 7.7. Rotor gaiola XLprin XLauxPrincipal Auxiliar Figllra 7,4 Figltra 7.5 ~Princ z=) R 2 + Xl2 (Pitagoras) e trigonometria, encontra-se 0 valor dasimpediincias angulares e por lei de Ohm, considerando U = 120L:OoV, tcm-se as ° S ~A.UXcorrentes anAulares: ~>/ ° 11=12L:-6SoA ,0 Il=12L:-49,SoA Considerando (j tensao de lin/Ill a I): calculando a corrente angular no aw:iliar e no enrolarnento principal. pode-se verificar (j defasagern de corrente entre os dois enrolarnen/os. Nota Com esse a/rasa entre as dois enroiarnenlOs temos dllas fases criadas que sao Observe as setas nas liguras 7.6 e 7.7, as quais indicam a direyao dos polos e mostram laux < -45. 9Q de/erminantes naformar;c/o do campo gimn/e. a soma vetorial de loryas entre os polos e a resultante que define a proxima posiqao do Iprinc < -682 rotor Grosseiramente pode-se lazer uma analogia em que um ima gira em circulo e taz com que 0 rotor 0 acompanhe. Note que temos duas correntes que ocorrem em momentos e fasesdiferentes. 0 angulo entre elas e menor que 900, mas suticiente para produzir Claro que isso se tom a uma sequencia e 0 rotor nao volta para 0 polo iniciaJ,pol os magneticos em momentos diferentes no estator, dando inicio ao campo pois e mais tacH, devido a dire<;ao do movimento, ir para 0 polo auxiliar seguintegirante. Resta saber como funciona a a<;30 do campo girante_ a 90°. Outro ponto e que 0 polo formado provem de uma corrente senoidal que Analisando os angulos das correntes e aplicando alguma teoria, chega-se cria 0 campo 0 qual varia com 0 tempo e inverte a polaridade. Isso faz parte dono modo como 0 campo girante trabalha e faz 0 rotor girar. Se a corrente no funcionarnento do motor, mas cria urn problema: a frequencia da rede e 60Hz.enrolamento auxiliar aparece primeiro, e correto presumir que um p610 Como 0 motor aproveita os dais semiciclos dessa tensao, (emos intemamente urnmagnetico sera criado nesse enrolamento e alguns graus depois inicia-se a campo girante a 120Hz. Dobrada a freqtiencia, ouvirernos urn ruido caracte-cria<;ao do polo no enrolamento principal. ristico do motor, mas incomodo para algumas aplica<;oes. Quanta maior 0 iingulo entre a corrente no auxiliar e a COrrente no principal, mais a COlTente no auxiliar tern sua defasagem reduzida Com relalfao~ Maqui/las Eli?tricas .... ~ .
  • 16. a ten suo e maior sera 0 torque de partida do motor. Ap6s a partida 0 o capacitor de partida pode ser calculado aproximadamente com aenrolamento auxiliar e desligado pelo interruptor centrifugo e 0 rotor segue 0 equa<;ao:campo girante produzido pelo enrolamento principal. Inverter a rota<;3o esimples, basta inverter a liga<;uo do enrolamento auxiliar. A corrente de partida do motor de fase dividida e aproximadamente cincovezes a corrente nominal desse motor e 0 torque do motor e proporcional aoseno do ungula de dehlsagem dessa corrente. • Inp == corrente do enrolamento auxiliar (In x 2) • f == freqiiencia 7 A.Motor monofasico com capacitor de partida U == tensao o motor monofasico de fase dividida tem torque limitado pelo iingulo o capacitor de partida eleva 0 torque na partida e e retirado do circuitomaximo dedefasagem entre as correntes dos enrolamentos auxiliar e principal. juntamente com 0 enrolamento auxiliar quando 0 interruptor centrifugo abre.Para aplical;6es sem exigencia de torque, pequenos exaustores e ventiladores,pode ser uma boa opyao, mas para movimentar uma bomba de recalque, pOIexemplar necessitamos de um torque maior. Como a torque e proporcional ao 7.5. Motor monofasico com capacitor permanenteseno do {I1gulo, se aumentarmos 0 angulo, aumentamos 0 torque. Encontrado popularmente em ventiladores de conelicianadores de ar e Para aumentar 0 ilngulo de defasagem entre as correntes, temos que ventiladores de teto, matores monofasicos com capacitor permanente tern umaaproximar ainda mais a corrente do enrolamento auxiliar da tensao de linha, grande vantagem sobre os motores de fase dividida com au sem capacitor dereduzinclo tA~gulo de defasagem negativo. Um capacitor de partida instalado partida: a menor vibra<;ao e excelente Coscp.em serie com 0 enrolamento auxiliar e 0 intenuptor centrifugo pode resolver 0problema. A reatilncia capacitiva anula parte da reatiincia indutiva, reduzinclo 0{ngulo cia corrente no auxiliar. Nesse mulOr lemus dois e/lroiall/(fI(()s prtllicamenle igllais /10 eSICilor.Se slia igllais, Apos a partida 0 enrolamenw alD:ililir lem os mesmos valores de imped,iflcill e deve ser destigado pelo il/terrl/ptor dejilsagem, esta II/lima pralicamellie 0°. centrifilgo. pais esse enrolamenlO niio sllporta a tensc/o nominal t onde enlra a capacilor em serie COllilIfll dos enrolamenlos. prodlizilUlo 0 c/esiocamellio de par lempo prolongado e /flleimllra filse nece.·sdrio pllra 1/ parlida e se contillllllr tigado. jimcionumenlo do molor. Como em toda partida de motor, as anrolamenlOs COnsomem II(/W correnle instantanea sliperior a sila correnle Rotor nominal. portanlO se a motor ncioparte, gaiola par 11mdeleilo no cenlrijilgo. terell/D.I· aqllecimenlo e a motor poc/era soji-er danos. o motor ele capacitor permanente possui dais enrolamentos com caracteristicas semelhantes e que permanecem conectados a rede todo () tempo em que 0 motor estiver ligado. Podemos nomea-los como enrolamento principal e enrolamento principal 2 0 que (em urn capacitor em serie.8-. ............................................................... ~ . ............................ ~~~~I~:~S. ~:~ ~(~~~~i~.:i~·~~. ~
  • 17. •• a;,~I§t!fK31!!I1§._!!l1Iillii£Uftlm~·~~loii:;-- ..!I1/~,~~~~.~!. Capitulo f-fa dois campos trabalhando no motor com defasagem proxima a 90°devido ao capacitor," Como 0 capacitor nao e desconectado do motor emnenhum momento, podemos considerar que 0 motor trabalha com duas nlsespara determinada conente de carga, pais as reatancias indutiva e capacitivadepend em cia corrente. Em outras palavras, pode-se projetar 0 motor para II Qutros lVIotores Ligados it Rede iVIonof,isicatrabalhar com duas fases internas a determinada carga, reduzindo vibra<;ao eaumentando a fator de patencia. Este capitulo trata dos motores que podem ser ligados a rede monofasica, mas nao foram mencionados ate 0 momenta. Sao des 0 motor univers::t1, motor de repulsao e 0 motor de campo distorcido. Os dois primeiros possuem ..:aracte· risticas trazidas dos motores CC, mas como veremos, possuem tinalidade e comportamento diferentes. 0 ultimo tern caracteristicas completamente diversas. Dos tres motores sera dificil encontrar 0 motor de repulsao e 0 de campo distorcido em aplica90es atuais, mas 0 universal e muito utilizado em detrodo- mesticos e ferramentas e1etricas portateis. 0 motor de campo dis£Orcido pode ser encontrado como bomba dgua em algumas lavadoras de roupa. 1) Descreva 0 funcionamento do motor de fase dividida e cite 8.2. Motor universal: Aplica~oes aplica<;6es. o motor universal e uma adapta9iio do motor CC serie para que trabalhe 2) Explique a funcionamento do motor de fase auxiliar com capacitor de tanto em CC como em CA. Se urn motor serie CC e conectado a uma rede CA, partida e cite aplica90es. po de ate partir, mas com extrema limita<;:ao, ja que em CA a reatancia indutiva presente nos enrolamentos apareceria e lirnitaria a corrente neles. 3) Descreva 0 funcionamento do motor com capacitor permanente e de exemplo de aplica90es. Como estudamos, a Corrente que circula nos enrolamentos e extremamente importante para 0 desenvolvirn<::nto dos fen6menos eletromagneticos internos, 4) Qual dos tres motores desenvolveu 0 maior torque e por que? que neste casa estariarn comprometidos. As perdas por histerese e correntes 5) Qual dos motores possui a melhor fator de potencia e par que? parasitas se tornariam relevantes devido ao t1uxo magnetico alternado no ferro magnetico solido do estator, e a transforma~iio de tensao entre a arrnauura e os enrolamentos de campo produziria efeitos indesejados sobre as escovus e a comuta<;:ao.~ .................... , ..
  • 18. U m IOVO projeto, com caracteristicas pareciclas, mas adapwdo para o enrolamento de compensa~Jo tamb~m pode ser instal ado slmpksmentctrabalhar com CA sem que seus efeitos afetem negativamente 0 motor, foi como 0 secuncbrio de um transfonnador em cuno-clrcuito, desta forma aconcebido. 0 motor universal, presente numa inlinidade de eletroclomesticos armadura age como primario e 0 campo induzido no secund,lrio cstara emcomo: batedeiras, liquiditicadores, furadeiras, etc., pode operar em CA, mas oposiyJO ao campo da annadura. Essa compensuyiio 0 chamada de indutiva e 0wmbem em Cc. A alta velocidade, a potencia com relalfJO as dimensoes necessaria urn cuidado especial com 0 enrolamento de compensayao comreduzidas sao as motiva<;oes de suas aplica<;oes. relayao as suas caracteristicas eleuieas. De um modo geral, 0 processo que taz 0 motor universal imprimir rotalfiio e 0 mesmo que 0 motor CC, com a diferen<;a de que os polos no estator se 8.3. Motor liniversal: Principio de funcionamento alternam, acompanhando 0 cicio da tensiio da rede. Temos entao a il1asao da o motor universal apresenta caracrerisricas construtivas semelhantes as do corrente na armadura provocada pela corrente alternada, mas 0 polo no estatormotor CC. Ele possui annadura, coletor, escovas e um enrolamento de campo tambem inverte, portanto a rea<;iio da armadura continuanl a mesma C 0 motortixo ao estator. A tigura 8.1 !TaZ a representalfao eletrica de um motor se mantem girando.universal. 8.4. Motor de repulsao: Aplica~oes UIII£ljlll</IIt:ira. 1/11/ IiqllidUic(/dOIVII 1/11/11 EscovasT baledeim iado esses CO/llpOllell/es e es/c/o o motor de repulsao e ideal para aplicalfoes em que se tem uma carga alta pres£l1/es elll 1l0SS0dia- a·dia: de inercia e 0 motor precisa imprirnir torque, absorvendo certa corrente da rede dlws bobitws de CWllpl>, I/II/a III"I/l(U/Ur£I. durante 0 periodo de partida da maquina. 0 torque de panida alto e 0 grande escovas e cornlllm/or. Idell/Uil/I/e esses atrativo desse motor, mas tem-se a desvantagem de urn equipamento com componefl/es elll 1/111 ilia/or ulliversa/. escovas, coletor e 0 desgaste e manutenyao que vem com esse conjul1to. Urn eflro/arnenlo de campo e chanwdo princ/lxtl 01/ serie e 0 VlIIro, elllo/amenlV de compensw;do. A diferenc;a fundamental, mas nao unica, e que 0 material que constituio terromagnetico nao e maciyo, evitando que a varialfaO de i1uxo produzaperdas muito grandes com correntes parasitas. Como se trata de um motor comcaracteristicas construtivas semelhantes as do motor CC, pode-se presumir queteremos realfoes semelhantes, mas com tratamento diferenciado devido a Armadura coIn escovascorrente alternada. interligadas Para que 0 motor universal, que e uma moditicayuo do motor serie CC,trabalhasse adequadamente, procufOu-se reduzir a reatancia indutiva queaparece com a corrente alternada utilizando um enrolamento de compensayao Esse torque, em comparaC;3o com um motor de capacitor de partida, e umno estator. Esse enrolamento servini tambem para impedir uma possivel reayao pouco maior, mas a corrente que ele absorve da rede na pal1ida, mesmo comdu unlludura, da mesrna forma que 0 intclP0lo no motor CC, Conectado em torque maior, e bem menor. Colocando no papel os custos operacionais de umserie com a armadura, mas de fonna que seu t1uxo se oponha ao da annadura, motor de repulsao com relalfao a um motor de capacitor de partida, eSle ultimoreduz a corrente na annadura, reduzindo indiretamente a reatancia indutiva. vence, e em muitas aplicalfoes tornou 0 lugar do mowr de repulsao. EmNeste caso temos uma compensaf3o condutiva. aplica<;oes que precisam do torque elevado do: partida com reduzida eOITente, 0 motor de repulsao e a op<;ao mais indicada, par apresemar a melhor relac;ao8-. ... . . . . .. ..~~ . .
  • 19. orquc. corrente dos motores monofasicos. T,ritu:adores e m~)edores antigos em·azcndas ainda utilizam esses motores, mas e dlhcd encontra-los. 8.6. Motor de campo distorcido o motor ue campo distorcido possui como principal caracteristica aneis de cobre curto-circuilando parle Jo eSlatol (tigulas 8.3 e SA), senuo pOl isso conhecido tambem como motor de polo subdividido. A tinalidade do anel em o motor de repulsao possui annadura como 0 motor ee, um comutador e curto e promovel a concentra~ao de linhas de fon,:a em uma t.?xtremidadc.::scovas que, por a~aofcentrifuga, curto-circuitam todas a barras do comutador No semiciclo positivo da tens,lo da lt:de, analisando em duas etapas, 0quando 0 motor atinge vclocidacle proxima a nOI:1inaL 0 ~stator de um ~otor tluxo magnetico no estatol do mOlol de campo dislorcido, de 0 a 90° em cresci-de repulsao e semelhante ao estator do motor de tase dIVI~ld~, com exce~~o da mento, corta as 311tisde cobre, cliando neles um campo magnelico cOlltdlio ao<lusencia do enrolamento auxiliar. que no molar de repulsao e desnecessano. 0 tluxo que 0 gt:rou. 0 resultado e a redw;ao da dcnsidade nas extremidade comtorque de partida e obtido pdo principio cia repulsao. aneis (menos linhas de t1uxo) t: a concentra~iio de linhas na outra cxtrel11idadt: o sistema de escovas do motor de repulsao e parte tundamental no seu (ligllra 8.3). De 90° a 180°, dedllz-se 0 eteito (;ontrario, quando 0 l1uxo reduzruncionamenlo. Tem-se pares de escovas interligadas, divididas em espa,:os de sua il1[ensidade acompanhando a tensiio da rede, 0 campo magnetico criado nos9ll", que podem ser deslocadas para inversao de rota~iio e ~juste de torque aneis se soma as linhas do estator. tendo densidade resllilante maior que na111l1ximo.Ao alimentar as bobinas do estator, 0 campo prodUZldo encontra, em outra eXlremidade. Nota-se um deslocamento polar na sllperficie das sapalasllma dcterminada regiao,um Jado da armadura com as escovas interligaJas e que sera acompanhaJo pdo rotor gaiola pelo ekito da indu((do.inJlIz corrente nesse segmenlO da annadura. Essa ccriepte induzida fani surgir um campo muito forte nos enrolamentosnao curto-circuitados na armadura nesse momento. Ele reage com 0 campoproduzido no ~slator. produzindo torque. Em outras palavras: 0 campo ger~dono estator atinge a al111adura, mas ela "enxergani" esse campo de duas manelrasdevido ao curto-circuito em um segmento. Tem-se virtualmente uma divisao docampo no estalOr .. Parte do enrolamento e considerada de indu<;ao, pois induzcorrente na parte curto-circuitada da armadura e a outra parte e chamadaapenas de enrolamento de campo, porque sofre a rea<;ao do campo que aparecena armadura. Reescrevendo: 0 enrolamento de inducyao induz correnle na parte curto-·Gircuitada da armadura, que reage Com 0 campo magn6tico produzido no Campo criado no ami! Densidadesenrolamento de campo, produzindo torque. Essa repulsao da armadura da ao diferentesmotor seu nome. Figura 8.3 Quando 0 motor atinge uma determinada velocidade, cerca de 80% da . ~sses motores san utilizados em pequenos aparelhos como agitadores paranominal, 0 comutador e todo curto-circuitado pOI a<;ao centrifuga e a armadura qUlmlca, ventrladores de pequeno porte e antigas vitrolas para discos de vinil.adquire caracteristicas de urn rotor gaiola de esquilo. Nesse momento a A aphcayao desse tipo de motor esta limitada a sua baixa pOlencia (cerca de nomaquina passa a trabalhar com caracteristicas semelhantes a um motor de fasedividida. maximo, 300W) e veJocidade limitada pelo numero de palos e frequencia (900 a 3.600 RPM). Por outro lado, sua simplicidade deve ser considerada tator importante na produ<;ao de equipamentos sem exigencia de torque.~ ................................................ ,., , . Q . ~
  • 20. _________ IIIlIl!1 __ .~~;SO;:: IJlI~.·~I·;:!1.. Capitulo • o principal obj~tivo dest~ capitulo e introduzir conceitos b,bicos de COITente altcmada, monotasica e trifasica, atraves da compreensao da gera9ao desse tipo de energia. Os geradores de com:nte alternada sao os resp()nsaveis pela gera930 de energia eletrica que movimenta nosso pais, que chega as nossas casas, qu~ nos servem diariamente. E dincil imaginal um pais no mundo, cuja industrializa<;:3o est a presente, viver sem u energia e1etrica provida POl essas maquinas. 1) Quais as partes fundamentais de um motor universal? Descreva a fun<;ao delas. 2) QuaI a fuw;:ilo do enrolamento de compensa<,:ilo no motor universal? Um gerador CA passui um rotor bobinado, como a ulmadura do gerador CC, mas sem 0 comutador qu~, como lido anteriormente, e 0 retiticador meca- 3) 0 motor universal apresenta maior rendimento Iigada em CC au CA! nico do gerador Cc. Sem 0 retiticador a corrente passa a circular num sentido que? POI durante 1800 e em outro sentido nos outros 1800 de uma rota93o do eixo. -t) Quais as vanta gens e desvantagens do motor de repulsao com rela<;iio Num gerador aplica-se um dos fundamentos do e1etromagnetismo em que ao motor com capacitor de partida? temos uma bobina movim~ntada dentro de um campo magnetic() ou 0 5) Como e possivel reconhecer um motor de repulsiio? contnirio, onde 0 elemento excitador, que produz 0 campo magnetico. gira e colhemos a tensao induzida nas bobinas da parte tixa no estator da maquina. Portanto, 0 rotor bobinado pode girar dentro de um campo magnetico que normal mente e produzido pela excita9ao de bobinas montadas no estator da maquina ou 0 mais comum, ond~ se aplica tensao de excita9ao ao rotor e este, ao girar, faz com que 0 campo magnetico criado nele, corte as bobinas do estator, possibilitando 0 surgimento de tensiio induzida nessas bobinas .8- Maqllincts Eletricas ................................................................................ ............ ., , ,~e,l.a.~~,:~S.~:~ B
  • 21. Para coneetar a parte girante do gerador ao meio extemo, utilizam-se aneis cletrica, 60 vezcs por segundo, 60Hz, para uma rotac;ao da bobina de( ti:Os ao eixo do rotor que, atraves de escovas, tern contato com tenninais 3600 RPM. exremos. 0 cletalhe desses al1i.~ise que sac completamente diferentes de UI11 311.12V comutador. 0 contato de cada anel com sua respectiva escova e continuo e 0 220V nLlmero de aneis equivale ao numero de fases geradas au, no easo de excita<,:ao 155.6V no rotor (mais utilizado), existem dois aneis para conexao .do .positivo e do As Ii"lltls de mil/po cruulas I/O negativo da fonte de i1xcitayao. Detalhe dos aneis na tigura 9.1. elerroillullllill.J1.11I CUIl.·UII/II.II/l.lIle a bobi"a. QIWtllO /fIaiur " ":1I51"IIIIe • mClglletica maior a tellsdu ill "/I::i"a . .Vajigllra tlOla-se q/le 0 pulo .V produz 11mpieD posirim e 0 S -311.12V E"dta<;ilo aplicada ao o produzirri pico negilliu. rotor alraV~:i do conjunlo de anei::i e eSCQvas. o ? _- _ _- , Eletroima II"I;-"I"~ / I I I o funcionamento eletromagnetico do gerador CA difere pouco do gerador t ,T • I CC. A diferenya/esta na corrente eletrica gerada e seu sentido devido it , , , .:::.- I., •.•.../ ,,/ ausencia do cOlTiutador. Vamos a um exemplo ilustrativo em que temos a tensao gerada na parte tixa do gerador (bobina do estator). Tem-se um eletroirna, excitado por fonte CC, girando sob a93.0 de uma forc;a exrema, que pode ser um motor diesel, e cujas linhas de campo atingem a bobina fixa no + estator. Quanto maior a densidade magnetica, maior a tensao induzida, pOl1anto Excita~ao o pico da tensao gerada ocorrera nos polos do ima. Como os polos magneticos Figura 9.3 rem os sentidos das linhas de campo diferentes, a corrente induzida tedl semidos diferentes,para os dois p610s, e conseqi.ientemente, a tensao medida ~um voltimetro convencion~1 a tensao medida a tensao ~ficaz e tera polaridade diferente. rep~e.sentada na figura 9.2 pela Iinha pontilhada. A tensao de pieD, tanto Numa rotayao completa, 3600, tem-se a tensao indicada no galvan6metro posltlva quanto negativa, e a tensao eficaz multiplicada por .J2. sa indo do 0, dirigindo-se ao pica positivo com a aproximm;ao do p610 norte e em segllida, com a pas sag em do polo norte, 0 retorno do ponreiro aq O. o gerador C~ tambem conhecido e como altemador. Encontramos altemado.res 7 m velCulos automotivos produzindo tensao CA, que e retificada Continuando a rota930, com a aproximayao do polo suI 0 ponteiro se move em logo em segUlda, para manter a carga da bateria do autom6vel. direc;ao ao maximo negativo, atingindo 0 pieD com 0 polo suI do eletroimii a frente a bobina (figura 9.3). Esse cicio se repete, por exemplo, em nDssa rede b b o gerador . trifasico aproveita melhor os 3600 de uma ro ta9ao, e com . ~ ° 0 Inas poslclOnadas a cada 120 , trabalha tres ciclos distintos sendo a resultante lI1stantfmea dos tn3s igual a zero. ~ •••••••••••••.•••••.•••••••••••••••••••••••••..• Maqllinas Elbricas 0 •••••..•..•.••..•.••••••.•• .................................~~ c:.~~~~~~~s. ~
  • 22. Em uma aplica~5u pnitica 0 quasc impussivd lermos um clJui!ibriu pertc.ilo entre as fases, portanlo circula cena corrente no neutro. Atc:rrando 0 neutro, possibilitamos um caminho t<ici!para essa COITente em dire~,lo a tcrra. Obsert.~ a PUsl(iIU 9Uo e SOllie as IreS lel/soes. remos em R VI/Hi.l". As bobinas tambem podem ser ligadas em triangulo, mus teremos apenas em 5 -Vm(ix/2 e em r -Um(ixl2 . 220 V de tensiio de linha e a tensao de t~lse sera iguul tl de linha . .-l reslI!lwlIe il/s!ill//(inea e Ii t· N um gerador a diesel quanto maior a corrente absorida pda carga. maior Sub eS!il ubservac;ciu e cunslmido tera que ser 0 torque para rOlacionar 0 rotor do gerador e maior 0 consumo de o condlllor chamadu .Velllro. qlle eWI/il (/Ilido de Ires POI/IiIS das diesel. Sob circunslancia extrema de carga, 0 gerador sotre uma ljLI:da de·Up bobil/as do gemdor. tensao e exige da maquina que fomece for~a motriz maior pUl~l1cia. o Normalmente os geradores a diesel possuem um sistema automatizado que monitora e controla a corrente de exciteH,;ao e a acelcra~iio da maquina motriz, para manter 0 mesmo padrao de tensiio e lomecer a palencia exigida.No. inStanle t, de posic;uo angular igual a 90°, par exemplo, temos as tens6esneuativas de SeT somadas e subtraidas da tensao em R. A resultante e zero. Em uma hidreIetrica, quanto mais consumimos energia, mais ,igua senlPa7-a cada bobina temos uma tensao gerada independente e entre as tensoes utilizada para manter a rota~ao nas turbinas. POl isso, em tempos de sec<.l,uma ddllsagem de 120° (tigura 9.4). Se medilmos a tensao gerada ern aumentam os prograrnas educaeionais que trabalharn 0 uso racional da cnergia,quaisquer d~s bobinas individualrnenle, leremos uma tensiio dieaz, pOI j,i que no Brasil a maior parte da energia gerada provem ck hidrcletricas, qucexemplo, 210Vef. Com urn oseilose6pio pode-se mediI a tensao de pico da aproveitarn a for~a das aguas para 11lovimenta;- as turbinas e 0 rotor do geradoronda, que i,ale,.ulada seria 220 Vel x .fi. 0 proble~a e que para utilizar ~sse preso a ela.gerador terimnos que levar os seis condutores, dOls de cada bobll1a, ate as Uma parte rundam~ntal de uma t1uiquina geradora 0 a sua excila~:ju. Em~argas. Foi at que alguem observou que em qualquer instante a soma das tres laboratorio utiliza-se uma fome de corrente continua para tllfnecer a tcnsao defases resulta em 0 e que tres pontas de cada bobina poderiam ser unidas, excita~ao, mas na pratica, tirar proveito maximo da energia mecanica Jplicadaforrnando urn condutor neutro. a turbina se loma essencial para eficiencia do sislema de· geray30. Observe a fi91fra 9.5: Normalmente tem preso ao eixo da turbina do gerador UI11geraclor CC auto- -excitado, que provera a tensao de ex.citay30 para 0 gerador. , , , o condutor newro resulw da Imido de Ires ,, ptJ1Itas das rres bobinas. Agora lemos mJs ,, ,, fases e 11111 newro. C/lI£uro COl/dl/IOres. ell/ C de seis COlldwores. ElIlre ,!uu/qllerjilse A fonte de energia que utilizamos, que libera pOlencia para movimentar a indllslria, nao provem de uma lll1ica fonte. De fato sabernos que em nosso pais : ~ eo lIculro le/ll-.~e 220 VeJ: 0 que Ii dUlI/wdo lemos algumas hidreletricas interligadas, suprindo a energia necessaria para r~T......:.~ : . le1l5(/0 de lase. en Ire lases rem-se 220 Vef x.J3 determinada regiao. E importante saber como SaD inrerligadas duas fontes Esse lipo de ligac;do Ii chamado eSlrela geradoras de energia a urna rede sern ocasionar urn cUr1o-circuito e daniticar (COII/O vislO em lramjomllu/ores) e uma delas. c:osllllnu-se alerrar 0 neulro. Neutro Para coneetar duas fontes geradoras de energia, elas devern estar sincro- nizadas e possuirem a rnesma tensiio gerada, ista e, devem gerar J mesma tensao sob a mesma freqi.iencia e detasagem. Germ/ores CA 0~ . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . ..... . . .. . . . . . . . .. . ~...... . . . . . . . . . . . . . . . ............................................................................... ~
  • 23. Na tigura 9.6 pode-se observar urn exernplo de ligac;:ao.entr~ duas fontes a 3) Quando as lampadas cstiverem compklamcnte apagadas, 0 geraJor e aLima linha tritasica. Para que a chave trifasica seja fechada Il1terhgando as duas rede estao em lase, e 0 gerador pode ser hgado em paraldo com a redc.fontes G I e G2, e necessario que as tres Ifunpadas sinalizadoras estejam Para acenar as lases, invenem-se duas das fases do gerador, para acenar aapagadas, indicando~ que as fases nos dois sist~mas tem 0 ~esmo niv~1 de ddasagem, ajusta-se a velocidade do motor que lomece ton;a mOlriz. Essetensao, treqi.iencia e estao em fase. Quando ha diferenc;:a de mvel de ten:ao a~ procedimento e realizado de modo que as tres lampadas pisquem juntas e vagaro-liimpadas ticam acesas confonne 0 diferencial de tensao. 9uando nao ha samente ate que apaguem completamente. 0 ajuste na velocidade do motor devesincronia na rede, as liimpadas acendem e apagam com vdocldade de acordo ser tino, isto e, a velocidade pre-ajustada para 60Hz com um motor de quatrocom a diferenya eJltre as freqih~ncias. Quanto maior a diferenc;:a entre as polos e 1800RPM. Ao ajustar a fase, sera feita uma pequena aiteralfJO nessafreqiiencias mais rapido as lampadas piscam. velocidade, enfim, continuaremos teoricamente com 1800RPM. R Em outras palavras, se a rede opera com uma treqi.iencia de 59,8Hz, 0 s gerador deve estar com 59,8Hz e nao com 60Hz. Felizmente, depois de ligada a T rede, 0 gerador fica amarrado eletromagneticamente a ela e qualquer aitera9ao na forc;:amotriz nao atingira mais a tjequenci;l e sim a potencia disponibilizada. Quando 0 gcrador est3 em sincronia c.om a rede, cle pode ser conectado a N" JiguJ"(/, C 1 ell/II geradorjcl ligwlo e sill(/"olli::(/(Iu ci rede e Cl J II" segll/ldo da. A COITente absorvida pelo gerador ,nessc inslantc deve ser a menor genIC/or (/ ser ligculo (/ redr!. possivd. Quanto melhor a quulidade da sincronizac;:iio menos corrente e absorvida pdo gcrador ao ser coneclado a rede e esle entrara em tlutuac;:ao, I gerador = 0 A, se nao houver necessidade de potencia. Aten9iio o gerador pode sofrerserios danos se ligado11rede fora da mesma sequencia de Os geradores em sincronia, trabalhando juntos, devem possuir urn sistema fase, ou se nEW esliverem fase com a rede.de controk individual que garanta 0 controle do nivel de tensao e da freqiiencia ,.gerada. / 9.5. Disponibiliza~ao de potencia Para realizar a sincronizayao, deve-se executar as elapas: Um gerador tern como funyao disponibilizar potencia para a rede. Assim 1) Ajustar 0 niveJ de tensao. que de e conectado a ela, ap6s a sincroniza9ao, se nao for cxigida pO£encia do 2) Acertar a sequencia de fase. sistema, a corrente de saida sera pr6xima a zero (flutuac;:ao). Podemos esperar, ao fechar a chave de Iigayuo entre 0 gerador e a rede, uma corrente pequena de 3) Corrigir eventual defasagem/freqiiencia. pico, que depende da qualidade da sincronizayao, e em seguida corrente tica As liirnpadas de sincronizayao tem urna indica9ao para cada etapa: pr6xima de zero. Note que, ao concclar 0 gerador a rede, sera afetado 0 1) Sc as W.~padas piscam aiternadamente e nao juntas, e necessario gerador, se porventura estiver com tensao ou freqiiencia diferentc da rcdc. acertar a sequencia de fase. A partir desse momento 0 gerador esta amarrado a rede, devido ao t1uxo constante no estator (campo girante), resultante da tensao e frequencia fixas da 2) Se a luminosidade das tres lampadas e intensa, a defasagem entre as rede aplicadas ao estator. Interagindo com esse campo, tem-se fluxo criado pela fases do gerador e da rede esta pr6xirna a 180 Se por outro lado as 0 . corrente de excita9ao, possibilitando ao rotor do gerador acompanhar esse campo Jarnpadas acendem com luminosidade fraca, a gerador e a rede estao giral1te no estator. Para manter essa interayao entre rotor e campo girame, e como quase em fase. @ ~:~t~~~~~ _ . ~~.~/~i~~.S. ......................................... Ceradores CA , Q ..:s...:..;;
  • 24. n:sultado a te:nsao e: l1·eqi.iencia, 0 gerador pode fomecer potencia reativa e ativa Considcrando 0 gerador em 1111111a<;ao,Igerac;:iio = 0 para deto:rminada ao sistema ou absorvcr potencia reativa e ativa do sistema. corrente de eXl.:ita<;ao, a indica<;ao nos wattimetros ser.l 0 t:llnbem. 0 quo: esperar Aumentanclo a corrente de excitayao a partir da tlutuayao, aumenta-se 0 se aumentarmos um pouco a corrente de e:xcitac;:iio do rotor do !!e:rador" Pode-se t1uxo no rotor e conseqi.ientemente, teremos corrente no estator, resultante da esperar que 0 gerador aplique potencia reativa a rede. Te~-se e:nt~io uma potencia reativa inclutiva imposta a rede. Por outro lado, se reduzirrnos a corrente potencia aparentc que pode ser calculada com a equa<;iio: S = lJ . Igerac;:iio· .J3 . cle excita<;iio do rotor, reduzimos 0 campo nele e, para manter a interayiio com 0 Como a potencia ativa aplicada pelo gerador neSse momenta 0 0, ,1 potencia campo girante no estator, sera absorvida potencia reativa cia rede. aparente tambem e a potencia reativa liberada pelo gerador para a reck que neste: I.:aso e negativa ueativa inclutiva). Tratando de potencia ativa, para que 0 gerador contribua com esta para a recle, e necess~irio torque aplicado ao rotor. Quanto maior a potencia ativa Se a COlTente de excitayao for reduzida, partindo-se da tlutua<;iio solicitada ao gerador maior teni de ser 0 torque aplicaclo pel a maquina mot!iz Igerayiio = 0, pode-se notal que a corrente: indicada no amperimetro Igera<;ao ao rotor. Se a maquina nao puder disponibilizar 0 torque necessario, 0 gerador aumentara tambem, indicanclo a existencia de pote,l1l.:ia reativa, mas desta vez 0 passara a consumir potencia ativa da rede com forte inclinayao a trabalhar ge:raclor esta absorvendo potencia reativa da rede, componando-se C0l110 1I111 como motor sincrono ligado a rede. capacitor, fomecendo potencia reativa positiva (reativa capacitiva). Conclusiio quanto a excita<;iio clo rotor: atuando sobr..: a t:xcita<;iiu do rotor Deve-se observar que a transformayao de energia em um sistema de partindo da tlutuac;:ao. 0 gerador pode fornel.:er putc::nl:ia reativa indutiva se gera<;iio e I.:onsrante e I.:omplexa. Cada parte do ge:rador e respons<vel pOl parte sobn:-excitado e reativa I.:apacitiva se subexl.:itado. Essas pot2ncias silo da energia a ser fornl.:cida. a torque: apli<:ado ao rotor sllst..:ntanl eventuais ohscnadas na t()rma de potencia aparente atraves do amperimetro e (lltimetro. demanclas de potencia ativa (trabalho). A COITente de fase meclida na saida do gerador repr~senta a potencia aparente (soma vetorialda potencia ativa e Para trabalhar a potencia ativa, cleve-se atuar sobre a maquina motriz. reativa) libi;lrttqa pdo gerador. Partindo da tlutll<lyao, se aumentannos 0 torque aplicado pela maquina motriz, ! tcremos indicac;::io no wattimetro da potencia ativa disponibilizada pelo Urn experimento complexo em equipamentos pode demonstrar a rela<;ao gerador. :--.Joteque foi aumentado 0 torque para produzir potencia atiu. ¢ntre potencias e corrente no estator e de excita<;ao: Por outro lado, se recluzirmos 0 torque aplicado pela mclqllina motliz, 0 gcrador tentara manter 0 rotor com a mcsma velocidade do campo girante e absorvera potencia ativa da rede. No experimento sugerido pela t1gura 9.7, temos um wattimetro para medir e:xclusivamente a potencia ativa disponibilizada ou absorida cia redt:. Quando s 0 walfimetra indica a patencia ariva disponibilizada para a rede trabalhamos com a potencia ativa no gerador, passamos a consicle:rar outros pe/o geradar all absorvida da a$pectos como a potencia aparente e 0 fator de potencia. rede pdo germ/or. A aparrlllr pade ser extraida IIlUltip/iClllldo a corrente e a tensilo /ida. Objetivos; Estudar as propriedades e caracteristicas do geradOr tritasico CA na pratica. Observar na pnitica como realizar conexoes de circuitos com geradores e conex6es mecfmicas com equipamentos auxiliares. Obter a curva de satura<;ao sem carga do gerador. Estudar as caracteristicas cle regulayiio do Nota gerador CA. Observar 0 efeito de cargas nao balanceadas aplicadas ao gerador. Um wattimetromonalasico pade ser utilizado,entre lase e neutro, medindo patencia de fase e sua potencia multiplicadapor 3, para sistemas trilasicosequilibrados.,01. •••••••••••• 0 •••••••• 1, ••••••••••• 0, ••• II ••• w, •• , •••••••••••••••••••••••.••••• 0
  • 25. i1&~~n-:!!:"!!J.Il1~ Capitulo°° que ~ gerador? Um gerador pode funcionar como um mowr?Cite as partes principais de um geradur c., que ~ "excitatriz"? •Qual a finalidaJe das escovas no gerador~Qual a difcrcn<;a entre um gerador CA IlHlIlOt~bico c um geral!or Ctri raska,Como ~ produzida a excita~ao em um gerador e para que sene?Que tipos de m[lquina ou equipamentos p~)dell1 fornecer for~a morrizpara um ger11dor CA? Neste capitulo estudaremos as caracteristicas dos motores queA maior pane da energia consumida no Brasil pro0m de que tipo de 1110vimentam as industrias: os rnotores trifilsicos de indu9ao, que sao divididosusina? 0 que produz a for~a motriz nessas usinas) em duas categorias principais: os assincronos e os sincronos. Primeiramente vamos 110S dedicll aos motores trifasicos assincronos que sao largarnente0iiutJ aconteceria se ligassemos um gerador trif,isicu nao sicronizado /,) empregados na indllstria pOl serem robustos, de filcil manllten<;iio e teremare d e., torque de partida que atende a maioria das necessidades.A partir da tlutua9iio, se alterannos a excita<;ao do geraJor. que tipa Boa pane dos equipamentos, maquinas e sistemas na arualidade tem comode potencia e negociado com a redc? Cite excmplo de cansumo e for<;a motom um motor trifasico assincrono, par isso a importancia de en tenderfornecimento desse tipo de potencia pOIparte do gerador. sell funcionamenro, tel conhecimento de dados tecnicos clo motor eComo devemos proceJer para que 0 gerador Jisponibilize potencia compreender as limita<;oes desse tipo de m,lquina para algumas aplica<;i)es.ativa para a rede? Explil)ue.Foi realizado 0 ensaio 10 com um wanimetro trifasico insralado. Nllm 10.2. Aspectos construtivos: Motor trifasicodetenninado momento no ensaio a gerador estava fornecendo 90.V depotencia ativa e 120VA de potencia reativa. Qual 0 fator de potencia com rotor gaiolano gerador nesse instante? Como poderiamos melhorar esse fator semaltt:rar a potencia ativa fomecida? Explique. o motor trifasico com rotor gaiola possui, basicamente, um estalOr com enrolamento trifasico e urn rotor gaiola de esquilo, 0 enrolamento tritUsico e responsavel pelo campo girante, 0 rotor gaiota sofre indu<;iio do campo e tenta acompanhar 0 campo girante. No estator SaD montaJos grupos de bobinas para cada fase, responsaveis pelo campo magnetico girante trifasico dentro da maquina. As bobinas sao posicionadas estrategicamente de modo que as bobinas de entrada das fases ten ham defasagem de 1200 entre elas, A montagem do enrolamento, de acordo com 0 numero de ranhuras, numero de p610s e potencia desejada, pode ser
  • 26. irnbricudu ou meio imbricada. 0 enrolamento imbricado possibilila, com arncsma carcayu. obler um aumenlo na potencia do motor. o rotor ~ do tipo gaiola de esquilo montado sabre um eixo que gira dentro Os alleis st/o /igadm ao "nrO/Wllentodo campo magnetico girante suportado por rolamentos instal ados nas do rotor" conectam-no ao meiocx.trcmidades do cixo. Instalada no eixo, na parte traselra do motor, geralmente "xlemo pOl e.I"COIIIS Vole ,/lle 0 ..encontramos uma ventoinha, que direciona ar entre as aletas na carcar;a do ellro/wllclilO do rolor e /igado de formll a re.·Wrem 110 III apelills In1s finmotor, ajudando a resti"ia-Io. pOlilas. que st/o /igadas aos <llIds. I Exlernamente a mOlOr Irifasico de indlu;do e a molar de dais enrolamenlOs se parecem. portanlO serill inleressanle ierificar os dados de p/aca do molor para idenlifica-/o com o rotor bobinado possui Uma impedancia maior que a impedancia do rotor precisc/o. gaiola de esquilo, par constituir-se de enrolamento de tio de cobre. Com isso podemos esperar uma corrente de partida menor para desempenhar 0 mesmo torque que um motor com rotor gaiola. 0 mais importante e que esse enrolamento, disponivel na saida pelos aneis, permite a inserr;ao de resistencias External1J,ente 0 motor tritasico se apresenta como na figura ID.1. Na parte em serie, possibilitando 0 aumento da impedancia do rotor a valores desejados.dianteira tenfos/t> eixo do motor para acoplamento mecanico. Na parte traseira Com isso podemos ter 0 controle da velocidade do motor na partida,temos uma tan1pa que protege eventual contato com a ventoinha do mo~or. A suavizando-a, sem prejudicar de maneira extrema 0 conjugado. Como veremos,carcar;a e construida com felTo fundido e em um dos lados tem-se a cUlxa de o motor de rotor bobinado tem uma boa relar;ao torque de partida por correnteligayoes, em que se efetua a liga9ao eletrica do motor. A base do motor e de partida.extremamente importante, primeiramente para a sua fixar;ao, mas tambem por E possivel, como podemos imaginar, extrair tensao do rotor se, em vez depermitir determinjlr a potencia do motor, efetuando certas medidas e fecha-lo, instalarmos um vo,ltimetro e aplicannos forr;a rotativa ao eix.o. Umcomparando COm 0 catalogo do fabricante. 0 tipo de base ou tixar;ao do motor fato interessante e que 0 sentido des sa forr;a deve ser contnirio ao sentido dodetermina 0 seu tipo de carcar;a. Existem diversos tipos de carcar;a, cuja campo girante no estator, fazendo com que as bobinas no rotor cortem 0escolha esta ligada ao tipo de aplicar;ao e como 0 motor sera tlxado a maquina. campo. Se as bobinas acompanharem 0 sentido e a velocidade de rotay:lo do campo girante, a tens:lo lida no voltimetro sera proxima a zero. 10.3. Aspectos construtivos: Motor trifasico com rotor bobinado o motor trifasic~ com rotor bobinado foidesenhado para atender a uma Opr;6es de velocidade em um motor podem ser conseguidas COm anecessidade de partida suave necessaria naindustria. A tinalidade do rotor instalay:lo de um inversor de ii·eqi.iencia, mas ern alguns casos, em que nao habobinado e permitir que sejam inseridas resistencias ern serie com 0 necessidade de varia9ao de velocidade linear, mas apenas duas op<;6es deenrolamento trifasico do rotor bobinado, controlando a velocidade irnprimida. velocidade, e possivel utilizar motores com duas velocidades.Tem-se, portanto, um enrolamento trifasico no estator e um enrolamento com Existem dais motores que atendem a essa solicitayao: os motorestres saidas no rotor. 0 contato entre 0 rotor e 0 meio externo e feito par escovas dahlanJer e os motores de do is enrolamentos.conectadas a tres aneis tixos no eixo do rotor, aos quais estao ligadas as tresterminac;oes do bobinado do rotor (figura 10.2).@. ..............................................................................
  • 27. :--.10 motor dahlander obtemos duas velocidades com um so enrolamento,alterando a lil!at;;}o de modo a obter p610s ativos au p6los consequences. Umaclocidade se7-a 0 doQ.fo da outra. E extremamente dit1cil as primeiros estudoscom relat;ao il contagem de palos em um motor, mas vamos simplificar.Considere 0 instante t de um gnifico senoidal trifasico em que R esteja comm,lximo valor de tensiio positiva, SeT com metade do valor negativo.Suponha UI1l enrolamento de um motor tritasico em que cada fase possui duasbobinas, alimentado por esse sistema trifasico. No instante T referido teriamos: Sendo: Si2 - polo sui produzido pela fases T e S na metade do semiciclo Importante: negativo. Este esquema de motor mostra apenas as posiq6es das bobinas tornadas pelo seu R T S R T 5 centro em urn enrolarnenlo concentrico, nao considerando as ranhuras em que suas extrernidades estao acamadas. P610 P610 5 5 Os palos criados nas fases SeT ajudam a fonalecer os dois palos da fase A P610 P610 N N S. TelTIos agora dois p610s finais resultantes, pOl1anto um motor de do is palos 5/2 5/2 52 3600 RPM. ). ~ Esta ea base da diferen<;a de palos entre mot()n~s e esta e a ()p~O de liga<;ao no motor dahlander. Vista de uma outra forma: Figura 10.3 As cluas bobiRas da fase R, no in stante T representado, recebem 0 picamaximo da tensao na fase R, enquanto as bobinas das fase SeT recebemmctade do pica negativo da tensao nas respectivas fases. Isso justifica os p610snone fortes nas bobinas cia fase R e os p610s sui enfraquecidos nas bobinas dafase S e nas bobinas cia fase T. Temos entao dois p610s N ativos e dois palos SconseqLientes formados pela soma clos palos sui das fases SeT, portamo ummotor cle quatro p610s, 1800 RPM. Se alterarmos a Iigac;ao das bobinas, criando p610s diferentes em cadabobina de cada fase, teremos: No lugar dos numeros pode-se enconlrar lerrlls: Sendo: I)i ~ 1 Ub ~ q Va" 2 Vb" 5 N/2 e S/2 - p6los norte e sui produzidos pelas fases T e S na metade Wa ~ 3 Wb" 6 do semiciclo negativo. o motor de dois enrolamentos, como 0 proprio nome sugere, possui dois enrolamentos separados no mesmo estator, com numero de palos difcreme.e.- •••••••••••••••••••••••••••• 0 Maquinas Elelricas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 0 ••
  • 28. PoJc-s.: cncontrar 1l10lOres com dois enrolamentos de 4/6 p610s e 8, 11 p610s, As liga<;oes que podem ser executadas sao as mesmas descritas para 0nllnnalmente com n:lat;3o I: 1,5. Para selecionar a velocidade de trabalho, basta transformador trifasico, exceto a ligay30 zlguezague. Para cscolheralimentar 0 enrolamcnto correspondente e deixar 0 outro aberto e isolado. determinado esquema de liga9ao, por exemplo estrela ou triangulo, deve-seNormalmente os do is enrolamentos san fechados intemamente em estrela, observar a tensao da rede it qual 0 motor ser,l ligado e se orientar pelos dadosportanlO sao construidos para uma unica tensao nominal. lamais confunda um de placa do motor. Normalmente na placa do motor constam as liga~oesmolOr Jahlander com um motor de dois enrolamentos, pois normalmeme nao e possiveis de serem efetuadas de acordo corn a tens,lo de alimental;aonecessario fechamento extemo em estrela no motor de do is enrolamentos e se disponivel. Exemplo:for feito por enganQ,pode causar danos ao motor. Nesle e.remplo lemo.> 21U V 10.5. Frenagem eletromagnHica de motores como lel/sao maximu para 0 grl/po de bobinas de lima Em algumas aplicayoes, associado a OpyaO de velocidade (emos urn fase. pOl isso 110 V nasistema de frenagem para 0 motor. 0 sistema de frenagem utilizado com menorClisto de manutenyaO e 0 de frena gem eletromagnetica. Nesse sistema, quandopressionado 0 botao de frenagem, desliga-se a alimentaTuo do motor e e yepep liglll.:(iO Iridl/gulo. No motor dispol/ivel p{/ra en saw lenlOS bobil/as que sllporwm Ilpel/as 120 V. parlwllO paraaplicada ao motor uma tensao continua a duas das fases, que transforma a ligar a tensaa de lJO V dabobina do estator em urn eletroima que freia 0 rotor. Triimgulo E5trela rede fee/wnIDs em <,slrela. 220V 380V Pode-se. tjear 0 motor invertendo repentinamente 0 sentido de mtayao e Figllll/ /0,6clesligando~6 :t>istema logo em seguida. Desse modo a frenagem e brusca eIt:mos um pico de corrente alto no momento da inversao de rotu<;:ao. rote que ainvcrsao da rota9ao e feita de modo que 0 motor nao desenvolva rota<;:ao em Nota:sentido contrario, mas apenas um impulso reverse e a fonte de energia e 120 V x 1,73 = 208 V. se ligarmos em 220 V excedemos a tensao nominal do motordesligada. em quase 6%, 0 que e aceilavel denlro das especificayoes do fabncante. Com 0 adveilto dos inversores de freqtiencia, a frenagem eletromagneticase tornou parte do conjumo, ja que esses equipamentos podem ser programados Alguns motores vem de fabrica corn nove terminais extemos para liga~ao.para executar uma parada rapida do motor. Eles possuem tres dos 12 terminais conectados intemameme, restanda nove para liga9ao extema. 10.6. IdeIltit1ca~ao das bobinas 10.7. Campo girante Comercialmente os motores tritasicos sao vendidos com ate 12 terminaisde liga9ao identificados com numeros. Esses numeros correspondem a Urn motor trifasico tem seu funcionamemo totalmente dependente de alganumera9ao clas bObinas das fases, como a numera9ao dos enrolamentos do denominado campo girante. 0 campo magnetico de uma bobina depende datransfonnador tritasico, e obedecem ao seguime padrao: intensidade de corrente que passa par ela. No motor trifasico de indw;ao, essa corrente e truto da tensao de rede aplicada aos enrolamentos. Como a tensao (1;4) (7;IO)-bobinas da fase R nas tres t~ses da rede nao ocorre ao mesmo tempo, pode-se deduzir que as (2;5) (8; 11 )-bobinas da fase S campos cnados nos enrolamentos do estator nao tern a mesma intensidade no (3;6) (9; 12)-bobinas da fase T instante t, mas essa intensidade varia e h<i inversao de polaridade con forme segue 0 cicio da (enSao da rede.Q Maqllinas EltJiricas~ . ............... _-~G
  • 29. E Importill1lc pcrceber que 10 redor dos enrolamentos do motor 0 campo Aumentando 0 numero de bobinas par fase, podemos I r:.ll;aI linhasmagn~lico nas bobinas ira circular de acordo com a forma de onda trifasica imaginarias e demonstrar a intera9<10 entre os palos magn~ticos do eSl:llor e doaplicada. Acompanhe:"" rotor em um instante t. • A 90° tem-se urn campo magnetico intenso na fase R e menos intenso Campo magnetico e com polaridade oposta nas fases SeT, pois a fase R esta no ,--- / noesl31or maximo positivo e SeT na metade negativa. • A 210° intenso na fase S e menos intenso e com polaridade nas fases R e T. Seguindo a analise (a cada 120°) e feitos novos desenhos, como 0 da contniria ;:)..W.<,"y~"" I Campo rnagn,itico --t> ~,-- I " ~ - S . -$ - I N ,51, ,. -.... , ~ Ob.wrvt: Clllllil/llo fiici/ pam 1/(( ji!Jl/I<I Il/t: u 1I1C1!5l/elic(I 0 CillI/PO aiadu /IIais I/Otigura 10.7 para cada posiyao, tomando nota da forma9ao dos polos, pode-se mduzldo no f~Olor , : I.!Slator e () rO(ornotar 0 movimento do campo girante. .-- -- - --- I ,, I -- -- ~ m " ~0:// o .·all/po I/O o rowr eS!alOr. illler(/~ci{) /II((ljl/elico le/ll COli/() prOll1O do:; dOls criac/o CUlI/il/ll0 ",!ulo (<iII/pas iI . 7 : 10 ,, ~--~- , R2 , [., 0~ I 1 3 ~2 5 Na tigura 10.8, 0 polo predominante no momento, polo mais tone, induz-Up : 5, no rotor uma corrente que gera palos magneticos opostos a 90° dos p6los do I) ~---- -----------------_: estator. Esses p610s irao de encontro aos p610s no estator detenninando 0 sentido de rotayao. Os 90° de defasagem se devem a perpendicularidade entre a corrente eletrica e as linhas do campo. Cada fase ligada a uma bobina produz um campo magnetico na mesmaproporyao da intensidade da fase de acordo com 0 grafico senoidal. Quandouma bobina tem intensidade maxima, as outras duas tern intensidade menor econtraria, de acordo corn as fases. Quando a fase R atinge 0 pico maximo, asfases SeT tern tens6es menores contnirias. 120° adiante a fase S atingira sellvalor maximo eRe T tenio valores menores. Mais 120° e sera a fase T aatingir seu valor m~ximo, e as fases ReS terao valores menores. Percebe-se 10.8. Torque e potencia dos motores trifasicosc1aramente que temos um campo magnetico, produzido pela corrente nas Tratando-se do motor mais utilizado na indllStria, todo conhecimentobobinas, que gira. adquirido e uma vantagem diante de um problema pratico. Os motores Esses campos magneticos criados no estator induzem no rotor gaiola trirasicos sac adquiridos pela patencia, tensao, forma de montagern e outros •correntes que geram um campo magnetico cuja polaridade e oposta ao campo fatores mais especiticos, mas dentre estes a palencia pode imerferir nooriginal no estator. A tendencia e de 0 rotor ten tar acompanhar 0 movimento funcianamento Oll naa do motor e no desperdicio de energia se incorrelamentecircular do campo criado no estator. calculada.a ....................................... , .
  • 30. L m motor Jeve ter torque suficiente para movimentar uma carga, pOI1anto Para determinarmos a rota<;ao com uma cena velocidade de transmissaol).:onjugaJo do mowr deve ser superior ao conjugado resistente da maquina. podemos utilizar a seguinte equa<,:ao:Conjugadu, torque, m?mento ou binario, sao palavras diferentes que tratam clamesma for<;a necessariil para girar 0 eixo. Se ao eixo esta presa uma carga, essa N=~ton;a necessaria cleve veneer a inercia do proprio eixo e 0 peso da carga. rcxd o torque e produto da forya aplicada pela distfincia. Quanto maior a sendo:distancia em l,lril sistema de alavanca, menor a forya necessaria a ser aplicada, • Y - velocidade em metro pOl minuto da aplica<,:aomas 0 torque e 0 mesmo. Exemplo classico: um sistema de guincho comtambor rotativo e utilizado para elevar um peso de 100 Kgf, sabe-se que a • d - diametro do eixo a qual e aplicada a rota<;aolilmbor tern raio igual a 0, I m, portanto 0 torque necessario para elevar a carga Claro que, na pratica, para dimensionamlOs a potencia do motor detrieosera T = 100 Kgfx 0,1 m = 10 Kgf.m. para uma determinada apliea<,:ao, necessitarnos de varios dados com rda<,:ao ~I opera<;ao e instala<;30 do motor, isto e, urn estudo mais profunda antes de For~a aplicada aplicarmos qualquer formula. Como potencia e trabalho ao longo de um --- Alavanca ~ Alavanca com 60cm 60cm . IOcm " SOcm determinado tempo, quanto menor 0 tempo para realiza<;ao de uma tarefa, maior a potencia necessaria a ser aplicada. Nas equayoes a seguir, se aumentarmos a velocidade N, aumentaremos a necessidade de potencia. lOcm De acordo com as unidades utilizadas no ~quacionamt:nto, a fOrmula deve de mio ser reajustada. Isso acontece pOlque 0 tisico que montoll a equa<;au I.lriginal ,,, <- utilizou unidades proprias do pais de origem e utilizadas l1a epoca. Observe as / equa~6es em seguida: P CY = T(Kgf·m)xN T(Kgf· m) x N P(K w)=------ () 7160 97~0 P(HP) == T(lbf· in)x N x 1,59 100000 Se no tambor fosse instalada uma alavanca com 60 em, aumentariamos adisUil1cia, necessitando de menos forya para produzir 0 mesmo torque: T = 20Kgf x 0,5 m = 10 Kgf.m. Em outras palavras, a forya aplicada e menor com 0aumento da alavanea, mas a esfor<;o, torque au canjugado continua sendo de 10 Algumas literaturas tem como unidade de torque 0 mKgl em vez do Kgtm. Normalmenle ISSOKgf.m. acontece quando ha representa~ao da unidade de energia mecanlca no mesmo volume. Pode-sa utilizar uma equa9ao, abler 0 resultado em CV e converter esse resultado em W ou A equayao seguinte de.termina a potencia necessaria em CY em fun<;ao do HP.torque e da rota<;ao do motor em RPM: p=TxN 7160& ....................... ................ .
  • 31. trifasica ao estator, em que sera produzido urn campo girante com frequencia detenninada pela rede e velocidade de acordo com a frequencia e 0 nfunero de p610s do enrolamento. Ao rotor aplicamos tensilo continua para produzir urn campo magnetico fixe que acompanhara 0 campo girante fielmente. r-------o : NIJ + R Existem dois pOZos no rotor criados pela excitQl;iio em corrente continua aplicada e um campo magnetico girante no estator com velocidade determinada pelafrequencia da rede e pelo numero de polos da maquina. Essa separar;iio promove Neutrot- ~- a p,ossibilidade de aumentarmos a I S S S forr;a magnhica nos polos do rotor, I I I man tendo a sincronia dele com 0 I I I campo no estator sob situar;oes com JI No capitulo 9, a maquina sincrona estudada trabalha como gerador e no ___ I ~ I carga, mas tambem traz umacapitulo 6 utilizamos a mesma maquina para fornecer velocidade constante ao T importante desvantagem.gerador CC shunt. Temos certeza de que uma maquina sincrona pode trabalhar Figura 11.1como motor e como gerador, mas como motor, ela deve receber atenc;aoespecial em sua operac;aoe tem aplicac;aodiferenciada e muito interessante no o problema do motor sincrono e a incapacidade de atingir a velocidadecontrole do fator de potencia, alem de ser uma das poucas maquinas cuja sincrona, partindo da inercia, sob carga, sem procedimentos especiais.velocidade na ponta do eixo e a mesma do campo girante magnetico(sincronia). Nos motores em que os p610s sao induzidos no rotor, temos esses p6los o motor sincrono, quando a tecnologia de capacitores ainda nao havia como resultado das linhas de campo dos p6los no estator, portanto ha urnaatingido 0 ponto satisfat6rio, foi muito utilizado para absorver potencia reativa relayao natural entre os pOlos do rotor e do estator. Por exemplo, para umda rede, melhorando 0 fator de potencia. Atualmente, e diffcil encontra-lo nesse motor trifasico, quando temos tres p610s no estator, temos tres pOlos no rotor.tipo de aplicac;aoe nao sao muitas as industrias que 0 mantem em atividade, No motor sincrono, 0 induzido, quando pOlele passa corrente eletrica continua,mas toda a tecnologia nesse motor ajudou e pode ajudar a desenvolver outras cria apenas dois p6los que deverao acompanhar 0 campo girante. A vantagemideias e deve ser estudada com dedicac;ao,alem de auxiliar no entendimento da dessesp6los, que independem do estator, e que eles podem tel seus camposffiaquina sincrona como gerador que e 0 corac;ao da produc;ao de energia magnetic os controlados pela excitayao do rotor.eletrica. A desvantagem e que, inicialmente, nao e possivel para esses dois p6los no rotor, ou para 0 rotor, acompanhar a velocidade do campo magnetico girante trifasico no estator. Conclusao: 0 motor sincrono e incapaz de partir sem ajuda sob certas situay5es de carga, em vazio talvez, mas sob carga, diffcil. Como visto anteriormente, a maquina sincrona possui um enrolamentotrifasico no estator (parte fixa) e um enrolamento corrente continua no rotor Nonnalmente se uti1iza urn outro motor acoplado ao motor sincrono para(parte m6vel). Como gerador, excitamos a rotor e aplicamos forc;amecfmica imprimir velocidade ao motor sincrono e a 90% da velocidade do campopara que a campo magnetico no rotor corte as bobinas no estator, tendo a girante no estator, 0 motor auxiliar e desacoplado e 0 motor sincrono busca atensao alternada trifasica gerada. Como motor tennos que aplicar tensao sincronia com 0 campo magnetico no estator e toma 0 controle da situayao.
  • 32. o motor sincrono, quando conectado a rede sem carga e nao excitado, age como urn indutor trifasico conectado a rede consumindo energia reativa e sendo determinante para urn pessimo fator de potencia. Ao excitarmos 0 rotor, Percebemos najlgura 11.2 que a fomecemos parte da energia necessaria para interac;ao entre 0 campo magnetico I Motor aux. ~""" maquina sincrona necessita de um equipamento azcdliar para atingir rotativo e 0 campo do rotor, portanto 0 estator passa a drenar menos energia reativa da rede. Ao aplicarmos carga, 0 motor passa a fornecer potencia certa velocidade, pois como veremos Maquina cliente ~- - -- nos ensaios, 0 torque de partida mecanica, consumindo potencia ativa da rede. dessa maquina Ii baixo. 0 motor auxiliar deve ser desacoplado do Os ensaios propostos trazem alguns experimentos que visam a observa9ao sistema mecdnico assim que 0 motor desses fenomenos e a comprovac;ao prMica desses conhecimentos te6ricos. sincrono atingir determinada Com base nesses conhecimentos iniciais resta nos aprofundarmos nos estudos e Reostato para velocidade e esteja apto a entrar em ajuste da sincronia com 0 campo girante no estabelecermos novos horizontes para as maquinas sincronas, quem sabe excita<;ao estator. plantando ideias para urn novo tipo de maquina. A excitac;aodo motor sincrono e 0 ponto-chave do estudo desse motor.Urn motor sincrono sobrexcitado pode fomecer potencia reativa it rede(capacitor). Sobrexcitando 0 rotor, isto e, aumentando a corrente de excitac;aodo rotor de maneira que 0 campo produzido nele seja maior que 0 necessaria 11.4. Exercicios de fixa~iopara que 0 rotor acompanhe 0 campo girante, fomecemos potencia reativacapacitiva it rede. Urn motor sincrono subexcitado pode absorver potencia 1) Desenhe urn esquema eletrico de urna maquina sincrona comoreativa da rede (indutor), ja que necessitani desse tipo de potencia (reativa gerador.indutiva)para manter 0 rotor em sincroniacom 0 campo girante. 2) Desenhe urn esquema eletrico de urna maquina sincrona ligada como Em uma analogia nipida podemos tomar como exemplo 0 triangulo das motor.potencias, no qual potencia reativa indutiva e parte de maquinas indutivas epotencia reativa capacitiva e a fomecida por capacitores: 3) Por que 0 motor sincrono nao consegue partir como motor sincrono sob carga? 4) Com 0 rotor aberto, com resistor entre os terminais do rotor, ou com uma fonte CC ern 0 V ligada aos terminais, 0 motor sincrono partiu com caracteristicas de que tipo de motor? 5) 0 que pode ser feito para partir 0 motor sincrono sob carga? Observa~ao 6) Qual a grande vantagem de urn motor sincrono acionando uma carga A potencia aparente e resultado da soma vetor/al da potencia ativa com a reativa e pode ser calculada multiplicando a corrente med/da com a tensilo aplicada. com relac;ao a outros motores assincronos?
  • 33. • __ ._. __ .l!i·_._IIl!~""-~61J~ ~!;;;.l;L Capitulo 1) Qual 0 tipa de ligac;ao utilizado no motor trifasico de induc;ao para liga-Io , fonte trif<lsica de 220 V? 2) Se Iig,lssemos 0 motor tritasico de induc;ao em triangulo, qual deveria ser a tensao da fonte tritasica? No ensaio do motor tritasico de induc;ao, qual 0 torque maximo . I desenvolvldo pelo motor sem que a COlTcnte nominal seja ultrapassada? Descreva como se forma 0 campo girante de um motor tritasico. Quais os dois tipes de motores de duas velocidades mais conhecidos? Quais as diferen<;:as entre eies? Quais as diferenc;as fisicas e elt~tricas entre 0 rotor gaiola e 0 rotor bobinado? A evoluc;uo tecnol6gica nao para. Maquinas SaD desenvolidas com Fac;a uma !ista de itens para manutenc;ao(troca) nos motores gaiola e aspectos cada vez mais condizenres com as necessidadt:s industria is t: para iS50 . rotor bobinado e compare os custos de manutenc;ao dos dois. Quais as vant~gens e desvantagens de urn motor com relac;ao ao outro? ./ novos motores foram criados. Na industria automoliva bra~os roboticl)S soldam e parafusam com precisao, maquinas de prodw;ao injetarn a quanridade quasc exata de deterrninado produto nas embalagens. cirurgias sao feitas a dist<incia com auxilio de instrumentos rob6ticos sotlsticados. POl estas e outras razoes 05 motores de passo e 05 st:fvomotores sao estudados no ultimo capitulo. Eles estao presentes nas ferramentas e maquinas "high tech" citadas. Ainda san mitquinas extremamenrc inlriganlcs e sua manutenc;ao, muitas vezes, e realizada fora de nosso pais. E imponante compreender 0 seu funcionamento e estudar alguns aspectos para que possamos adquirir um minimo conhecimento e nos adcquarmos as necessidades protissionais presentes e fu£uras do mercado. A principal motivac;ao para a cria<;:ao do motor de passo provavelmemc foi a necessidade de um equipamento para posicionamemo angular com melhor precisao do que os sistemas com realimentac;ao e correc;iio de respostas aplicados a posicionadores, utilizando motores de corrente continua aliados a servomecanismos. o posicionamento de motores de corrente continua exige sistemas eletr6nicos sofisticados com U50 extrema de eletr6nica analogica e complicados equacionamentos pat.l calibrar os sistemas de controle. Com 0@ Mclquinas £Ielricas Mowres de Pano e Servomolores @ .... , , . . _ ,. . .. , .
  • 34. dl)S l11otores de passo, realizar 0 posicionamento aJn:mo angular e tarefa 12.3. Motor de passo de ima permanente .n~IhS complicaJa. :Iiado j detrGoica digital 0 motor de passo se tomou um 1~[~l11apr~clso de posi~iooamento, se comparado aos antigos posicionadores. o mOlOr dt: ima permanente e eonstituido de 11111 que, como II prllpllO mlur :iu ~lSle a necessidade de realimentac;ao e 0 trabalho com eletr6nica digital nome diz, e urn ima permanente de Jlla qualidadc. e UI11estator, de ayO silicio ( sllnplitica a l)peray,10 se cOl11parad0 com os sIstemas com contro 1 ana I" e OgICO. laminado, em que estao instaladas as bobinas .juc n.:eebt:r5o os pulsos. ( Existem treS tipos de motores de passo: motores de lma permanente, o motor de ima permanente possui as segull1[cs caraetalsticas: ( .IHlwres de relutiincia variavel e motores hibridos, Alguns aspectos SaD comuns • Todas as bobinas podem ser eoneelJdas a urn ponto eomum. ( llS [res mowres, como:" • Movimentando manualmente 0 rotor. no[a-se que de tende a agarrar, o passo angular determina a precisao de deslocamento do motor. devido ao ima permanellle. e omo passo angular podemos traduzir 0 angulo de deslocamento provocado por urn unico pulso aplicado ao motor. • 0 teste definitivo e abrir 0 motor e enliear nek a auseneia de ranhuras e que ele e um imiL : vdocidade de deslocamento e proporcional a freqi.iencia de aplicayao dos pulsos 16gicos ao motor. o funcionamento do motor de ima perrnancnte e cxtremamente simples: Normalmente 0 motor se mantem inerte, sem a necessidade de th:io A intenc;ao primaria e energizar as bobinas uma a uma de modo que clas adicional devido ao imi:ipennanente. atraiam 0 rotor, t~lzendo com que de gin~ no mesmo sentido ou seqliencia de energiza<;i:io das bobinas. Observe a figura seguintc • 0 motor pode girar em baixa velocidade mesmo com carga. Os angulo:> de passo mais comuns encontrados no mercado e 0 numero de ( IJassos ncceSS{lr10J para completar lima rotayao podem ser observados na wbela ( ~gllil1£e: ( .,/uollwlclo Wi !JohillilS <!/Il seqiieliclti.lilre/llos I .-.lIgula de Passu Passos para 360° CO/ll ,/,/( 0 illli; p.-/"m(/llenle 110 rO/Or ( LlCO/llpI/IIhe (/ sl!qliJllcia de LlCIOIlWllellto. I 0,72 500 Para lima volta comp(eta, 360°, com wn SOle I/I/I! IUdils <IS nobl/las possl/<!m 1/11/ ( 1,8 200 motor de passo de 0.7]0 por passo. serao lerll/illill C COII//IIII II/I! pode se/" IlIla/lg(/du e ( 2,0 180 necessarios 500 passos. istoe,500 impu(sos llo/"/Il<l(lI/l!lIte (;11/ l/It.!r!Jgculo Illterllilmellle. I nas bobinas do motor. ) -,) - 144 Quanto menor 0 lingulo de passo mais I 5,0 72 preciso 0 mOlOr. I 7,5 48 3 C I 15 24 Na tigura notamos que 0 polo S criado na bobina alraini 0 N do rotor e repelira 0 5, de modo que ocorrera um pas so no scntido hon1rio. ( A vclocidade de ponta de eixo do motor de passo depende da veiocidade com que SaD aplicados os pulsos ao motor e do angulo de passo que esse motor Tendo em mente que os sistemas de acionamento desses motores SaD (I,Jssui. Um motor com 0,72 por passo, por exemplo, necessita de 500 passos 0 digilais e que para os sistemas digitais c1assicos s6 existem duas possibIlidades ( ira uma volta completa. Se aplicada uma velocidade de 100 fiS por pas so, ou dois niveis 16gicos, 0 (0 volts) e I (5 volts), podemos montar uma tabela ("sa volta completa dar-se-a em 50s. 16gica de acionamento desse tipo de mowr de passo confonne a seguir: ( i! (~ ..................... ...... .. - - .
  • 35. Bobina I Sobina 2 Bobina 3 Bobina 4 Circuitos integrados especificos disponiveis no mercado pod em [acilitar a constru<;ao de circuitos de controlt: para motores de passo, Podernos ciLlr como 1 0 0 0 exemplos: ULN 2003, SAA 1027, L297 I L298 e 0 TL 376, . I) 1 0 0 0 0 I 0 0 0 0 I 12.4. Motor de passo de relutancia vari.ivel Os rnotores de relutanCl<l sao constituidos de um rotor (It: <lyll silicio Fisicamente 0 motor de passo de ima pennanente po de se apresentar como laminado de alta qualidade e urn estator em que ticam instaladas as bobinas a tigura seguinte. que formarao 0 campo magnetico ao serem acionadas. 0 rotor desses !Dotores Uma lllldanyJ na tabela e na seqi.iencia de acionamento pode au mental 0 nao e um ima pemlanente, A caracterlstica principal que possuern sulcos ou e .orque U, ::wolvido pelo motor: ranhuras com a tinalidade de dar uma relutelncia diferente J detenninadas areas da supert1cie do material. Bobina t Bobina 2 Bobina 3 Bobina 4 Vamos a um exemplo nao veridico, apenas para explicar J tinalidade cia I I 0 0 varia<;ao da relutancia ao longo do rotor Supondo Ull1 motor, ..:onforrne a 0 I I 0 tigura, no qual nao foram desenhadas as bobinas entre as bobinas I e 2 . .2 e 3, 3 0 0 I 1 e 4,4 e I para facilitar a visualizayao, I 0 0 1 ITI Ranhuras para Impor Re,~[anCla, d,ferente. Equiparn6l~S domesticos, c~mo impr~ssoras: ..fossuem m~tores de passo dependendo da area do le irna permanente bpolares (hgura), cliJa sequencia de aClOnamento das i N rotol allnglda peto campo .Yo I!xell/p/u do /igllra 1c1I/0 11111 II/UW! bobinas exige um circuito eletr6nico mais complexo. Sao compostos por duas bobinas que sao responsaveis pelos passos do motor, mas exigem que a ;;;/: 2 de olIO hobulfIs. !lIll1rll lUlU dl. ,,-I/Iull/as, " .~s /JObillas COlli lerl/I/fwi I 3 seriiu l( .::orrente nelas seja invertida, necessitando de um circuito que injete corrente " aciollar/asjllllliis. ilSSUI/ (011/0 ilS( ;01 urn senticlo e no .sentido contnirio em uma bobina de cada vez (veja a tabela ~ 4 ::: Comum BubillflS :: •..•-I . .Ic)rll/wlllo II/II rlw:o de a seguir), I/olle iI .111/(( Pares: (1;3) e (2:4) o tluxo magnetico no estator dad prcferencla, C0l110 a corrente ern A tabela de acionamento desse tipo ll1otor mostra que uma bu :~cebe eletricidade, a men or relutancia. As ranhuras ou dentes no rotor allll1entam a corrente em um sentido (1 ;0) e logo em seguida 0 sentido invertido u; i): e relutancia nessa regiao, ja que 0 ar ¢ 0 pial condutor magn¢tico. 0 campo magn¢tico criado no estator fon;a 0 rotor a se posicionar mais acleqlladamente Bobinu I Bobina 2 para a passagem do campo (observe 0 posicionamenlO do rotor nn tigura), I 0 0 0 alinhando 0 rotor. Os pares de bobinas em sequencia exccutam a mesma tarefa, 0 I 0 0 inclUSive as nao desenhadas, e temos a rota<;:io do motor por passos. 0 0 l 0 o motor de passo de ~elutancia variitvel, pOl nao possuir ima permanente, 0 0 0 l pode ser reconhecido pela menOr resistencia do eixo ao tentarmos gira-Io manualmente, mas para saber com certeza, teriamos de abri-Io e veriticar as aspectos construtivos descritos. @ _ _ ~~a_~l~i~.a.s. ~:~~r~~~~ _ __ . _
  • 36. Bornes do ] _s"_r_U_f"~UfC" S~rvocontrolador ~ b-=~ Objctivo: IJl:ntiticar u sequencia de acil)namento das bobinu,; Jt: um motor de passo c vcrificar.a forma prim~ria de aplica~3o dc passos ao motor, Equipamentos Neccssarios: Um mOlor de passo e uma pilha tamanho iA, Procedimentos I) 0 motor da tigura possui cinco terminals: cOll1um(c). terminal I, tcrminal 2, terminal 3, terminal .:t e terminal 5, Confonne pudl:mos observar, estamos energiz<lndo <.:oma pillia ) terminal 2: ,-j [(1/(!c;IlCi([ "" !>o/ww do lIlowr reprn<:!llUdo pel" lig/ll/I ,; ,ilr"lr () rotor d(~ l1/(ulo IU.: eft: rO[(,tJUIlt (! din:i{{l. Jet qut 110 ,,!i!J1t.:IlI,i·/u COlli " pillw, CIII/II/(), 1I1/1/)()/() III/II" !J()/IIIW,a-- , MaC/ulnas E/e/ricas , . ~, " ~ . ,@
  • 37. 2) S-: l) mowr s-: mov~r, der um passo, marque 0 sentido desse passo, marqu~ 0 terminal de modo a idemificar mais tarde 0 prim~iro [~rminal da s~quencia e prossiga para 0 item 3, senao, alimente outra bobina com a pilha ate que 0 motor execute um passo(iteml). J) Em seguida voce tera de obter outro passo do motor no mesmo s~ntido que 0 passo anterior. Mantenha 0 comUiu da pilha conectado ao comum do motor e tente outro terminal. 0 passo obtido deve tel 0 mesmo sentiClo de rotayao do primeiro. 4) Obtenha quatro passos consecutivos, sempre marcando as bobinas ern seqi.iencia. 5) Execute 0 teste final fazendo, refazendo a energiza<;ao de todas as bobinas na seqi.iencia marcada para testar a motor. Qual a rnotiva<;ao para a aplicayao ou utilizayao de urn motor de passo? Qu~s sao os tipos de motores cle passo existentes? / Qual a cliferen<;a entre os motores de passo cle imil permanente e rdutancia vari<vel? Deti na servomotor. Em que caplcteristica 0 motor de passo se assemelha ao servomotor! Qual a finalidade clo resolver instalado no servomotor?@J .... . .