-----.------~=~:zua~ll1~T~~:::!!.      CapituloMAQUINAS                     o motor de conente continua nao deveria ser um...
tismo, eSsa cspira percorrida por uma corrente dc:trie3 produzira lllll                        5.2. Principio de funcionam...
de alguns componentes                                          eletr6nicos                                    ~ evidente e...
5.4. Tipos de liga~ao e caracteristicas de                                      clisparar. Quanto maior a ayao da FEtvl na...
movir:1ento de rota<;ao e a torque sao resultados da intera<;uo do campo                        Se 0 motor e ligado sem ca...
o motor e inicialmente conectado como motor sene, mas com 0                              mesmo, por comutar constanternent...
5.7. Identifica~ao «os terminais das maquinas CC                                                                          ...
•••••••••               !fIll.mjl!l·._.~             ••••• ~II1.-::"!CTtfjJ.rlIil.                                 5.10. E...
~~mpo magnetico mais espira em rnovimento resultam em indw;ao ektro-                                                      ...
Existem dois modos para aumentarmos                                                                   a tensao gerada:    ...
do campo magnetlco tambem               e                                   fraco, conseqi.ientememe a tensao gerada      ...
,mas a mesma corrente de carga em aclive eleva a corrente no enrola~ne_nto serie e                   Ri                   ...
d)   OyerCompound-SobreCompound    c)   UnderCompound-SubCompound    f)   FlatCompoLffid-Compound Normal                  ...
7.2. Motor de fase dividida -                                    Caracteristicas constru tivas      Basicamente   0 motor ...
Fisicamente 0 enrolamento auxiliar esta posicionado, em um motor de                                                       ...
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Apostila maquinas ii
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Apostila maquinas ii

3,205 views

Published on

Published in: Education
  • Be the first to comment

Apostila maquinas ii

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 .... ~ .

×