Análise de Motores CC: Conjugados Eletromagnéticos e Resistências, Provas de Mecânica

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MOTORES CC 2

ADRIELLE C. SANTANA

Conjugado Eletromagnético

Conjugado motor e Conjugado

resistente

Na figura a seguir temos duas máquinas idênticas. Uma funciona como gerador e outra como motor. No gerador uma força externa o faz girar no sentido anti-horário. Ele gera uma FEM e se acoplado a um circuito externo ele alimentará esse circuito surgindo então no seu enrolamento uma corrente. Condutores percorridos por corrente imersos num campo magnético tendem a ser submetidos a forças que se opõem ao movimento do gerador. Essas forças produzem um conjugado resistente (T) que se opõe ao conjugado mecânico (T m ) que externamente é aplicado ao gerador. T é dado pela equação anterior. T m deve ser maior que T e ainda ser grande para vencer o atrito nos mancais e escovas, ventilação, correntes parasitas do induzido (que criam seu próprio conjugado resistente).

Conjugado motor e Conjugado

resistente

Conjugado motor e Conjugado

resistente

Sendo assim, seja Tav o conjugado (torque) gasto com atrito nos mancais e escovas e correntes parasitas, dentre outras perdas. Seja Tm o conjugado mecânico recebido ou fornecido ao eixo do motor e T o conjugado resistente ou motor (gerador ou motor). Tem-se: Tm= T – Tav (Nm) para motores Tm= T + Tav (Nm) para geradores

Conjugado motor e Conjugado

resistente

Partida de Motores shunt de

menos de 1 CV

Partida de Motores shunt de

menos de 1 CV

Como a equação do conjugado é então T cresce muito também, acelerando rapidamente o motor. Com o motor girando gera-se a E g que se opõe à corrente I a e é proporcional à velocidade. Assim I a diminui na medida em que a velocidade vai aumentando e esta variação cessa quando a velocidade torna- se constante. Obs.: Se por algum motivo o rotor estivesse bloqueado, a alta corrente de partida nunca iria cair e o enrolamento se queimaria. Normalmente utilizam-se fusíveis ou outra forma de proteção contra sobrecorrente.

Partida de Motores shunt em Geral

Forma da Ia com o uso de Rs.

Controle de Velocidade em

Motores shunt em Geral

Os motores shunt podem vir com reostatos

(resistências variáveis) de campo os quais podem ser

utilizados para enfraquecer o campo a fim de controlar

a velocidade. Mas este reostato NÃO pode estar ligado

na hora da partida (deve ser curto-circuitado) pois, a

alta corrente de partida demorará a ser oposta pela

FEM induzida E

g

uma vez que a geração da E

g

fica

comprometida com um fluxo de campo mais baixo.

Assim, o motor pode se queimar!

Características de Carga

Características de Carga

Controle de velocidade pelo

campo

A velocidade dos motores Shunt é quase constante variando pouco com a carga de acordo com a figura anterior. Um reostato de campo pode ser utilizado para o controle de velocidade como já comentado. Sem o reostato o motor gira a uma “velocidade de pleno campo”. Para aumentar essa velocidade basta intercalar o reostato em série com a bobina de campo. Para reduzir essa velocidade pode-se inserir um reostato em série com o induzido (se I a cai o E cai e n cai).

Exemplo

Um motor shunt de 10 CV, 110V, gira com 900 rpm quando absorve uma corrente Ia de 75A a plena carga. Ra=0,08 ohms. Calcular: A) A FCEM; (usar fórmula do motor = 104 V) B) O conjugado motor a plena carga. (usar fórmula do conjugado = 82, Nm) C) Se utilizar resistor de campo que reduza este a 80% qual a nova FCEM, Ia e o T? FCEM = 0,8 * 104 = 83,2 V Usar fórmula do motor para Ia = 335 A Usar fórmula do conjugado novamente = 295,73 Nm