Enrolamento da armadura

Troca de energia entre um sistema elétrico e um sistema mecânico
através de acoplamento magnético.
99% da energia elétrica é gerada por máquinas elétricas
gasto de energia na indústria está em grande parte relacionados com motores
motores mal dimensionados são fonte de desperdício de energia e baixos
fatores de potência
60 a 70% é reconvertida em energia mecânica por meio de máquinas elétricas
Exemplos de aplicações
Alto-falante (converte sinal elétrico em movimento mecânico)
Microfone (converte movimento mecânico em sinal elétrico)
Relé de contato
Chave magnética
Eletroímã
MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
Máquinas de Corrente Contínua (MCC): muito utilizadas como
motores de velocidade variável.
Máquinas Síncronas: destinadas principalmente à geração de
energia elétrica em central termo e hidroelétrica. São máquinas de
corrente alternada.
Máquinas Assíncronas: também chamadas de "indução", são
utilizadas principalmente como motores em sistemas industriais,
podendo ser máquinas de pequeno, médio ou grande porte (baixa e
média tensão). Estima-se que 90 % da base instalada de motores na
industria sejam de indução.
O motor de indução trifásico é chamados de MIT
Motor Monofásico : largamente utilizado em eletrodomésticos,
tem boa eficiência (rendimento) e também são de fácil construção.
Geralmente são de baixa potência.
Motor de Passo: é famoso por poder controlar sua posição angular e
velocidade, quando possível. Alimentado e controlado por dispositivos
eletrônicos tem aplicação extensiva em equipamentos quer requer precisão,
por exemplo:
- o controle de micro-câmeras num circuito interno de vigilância,
- em clínicas radiológicas no auxílio de operadores para os mesmos
orientarem o posicionamento das pessoas submetidas a uma radiografia,
- furação automática de acordo com instruções em fita sobre as posições dos
furos, impressoras, aeromodelos e etc.
Sua utilização é muito ampla e vai desde o
controle de máquinas industriais (robôs)
até pequenas demonstrações num curso de robótica.
MAQUINAS ELÉTRICAS DE CORRENTE CONTÍNUA
PARTES CONSTRUTIVAS
ESTATOR- indutor
Carcaça - estrutura de aço ou ferro. Serve de suporte para as
partes constituintes da máquina.
Sapatas Polares - são de ferro laminado aparafusado ou soldado na
carcaça. A sapata polar é curvada e mais larga do que o núcleo
polar, a fim de espalhar o fluxo mais uniformemente.
Interpolos - também estão montados na carcaça, entre os
pólos principais e geralmente, possuem menor tamanho.
Enrolamento de campo - as bobinas de campo produzem
uma força magnetomotriz adequada à produção do fluxo
necessário para gerar uma tensão induzida ou uma força
mecânica. Esses enrolamentos se localizam nas sapatas
polares.
Escovas coletoras - são constituídas de carvão e grafito
colocadas nos estator através de um suporte tipo anel e
mantidas por meio de molas. São utilizadas para coletar a
corrente contínua para a armadura (motor) ou da armadura para
a carga (gerador).
• Os pólos do campo são induzidos por corrente elétrica.
• A corrente usada para induzir os pólos (fluxo) é chamada de corrente de
campo.
• O enrolamento (bobina ou solenóide) é chamada de enrolamento de campo.
• O controle da corrente da campo permite o controle da densidade de fluxo
nos pólos.
ROTOR – Armadura- Induzido
Eixo da armadura - imprime a rotação ao núcleo da armadura,
enrolamentos e comutador.
Núcleo da armadura - constituído de camadas laminadas de aço
Enrolamento da armadura - composto de bobinas isoladas entre
si e do núcleo da armadura e ligadas ao comutador.
Comutador - é segmento de cobre isolado entre si e do eixo. É
responsável pelo processo de comutação (ca/cc ou cc/ca).
• Chama-se de enrolamento de armadura ao conjunto de condutores que
conduzem corrente e cortam as linhas de fluxo do campo da máquina.
• A magnitude da corrente de armadura controla a força(lei de Lenz), e por
conseguinte o torque no eixo da máquina.
CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS C.C:
São classificadas de acordo com a conexão do enrolamento de campo com
o enrolamento da armadura.
•Tipo série: o enrolamento da armadura é conectado em série com o
enrolamento de campo. O enrolamento de campo série é composto de
poucas espiras e condutor de maior diâmetro.
•Tipo “Shunt” (paralelo): o enrolamento de campo é conectado em
paralelo com o enrolamento de armadura. O enrolamento de campo
shunt possui muitas espiras e o condutor é de pequeno diâmetro.
•Tipo composto: Os dois enrolamentos (série e shunt) são ligados
juntos como o enrolamento da armadura.
•Máquinas com excitação independente.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DO MOTOR CC
O princípio de funcionamento de um motor de corrente contínua está
baseado na força mecânica que atua sobre um condutor imerso num
campo magnético, quando sobre ele circula uma corrente elétrica.
Sabemos que, quando um condutor está imerso num campo magnético,
se deslocando com uma certa velocidade dentro deste campo, sobre ele
é induzida uma corrente elétrica e, conseqüentemente, uma tensão
induzida. Como essa tensão induzida se opõe ao fluxo que a deu origem
( Lei de Lenz) ela é chamada de Força-contra-eletromotriz induzida fcem simbolizada pelas letras Ec.
Essa fcem gerada pelo movimento do motor é dada por:
Onde:
N = número de rotações por minuto;
K =constante construtiva da máquina
Ec  K . .N
Velocidade do Motor C.C
Como a força-contra-eletromotriz, Ec, varia com a velocidade e o
fluxo, podemos chegar na seguinte equação de velocidade
(em rpm):
N
Ec
K .
Esta equação nos diz que a velocidade do motor depende da
tensão aplicada na armadura, da corrente na bobina e do valor do
fluxo magnético. Note que a velocidade do motor tende ao infinito
quando o fluxo tende a zero. Conseqüentemente, não devemos
tirar, sob hipótese alguma, a corrente de campo, pois o motor
“dispara”.
Equação fundamental do torque
A equação para o torque desenvolvido na armadura será em
função do fluxo magnético e da corrente da armadura:
T  K t .. Ia
Entretanto, o torque disponível no eixo do motor é menor que
o troque desenvolvido, devido às perdas rotacionais e
Joulicas. Portanto, o torque também pode ser obtido através
da potencia e da velocidade do rotor.
T  9,56 x
Potencia mecanica( watts)
N (rpm)
Motor Tipo Shunt
IL  Ip  Ia
Vp
Ip 
Rp
Va  Vp  VL
Ec  VL  ( Ra.Ia  Vesc)
Motor Tipo Série
IL  Is  Ia
VL  Va  Vs
Ec  VL  ( Ra.Ia  Vesc)
Inversão no Sentido de Rotação e Controle de Velocidade
Para inverter o sentido de rotação de qualquer motor CC é necessário
inverter a corrente de armadura em relação a corrente de campo.
Deve-se inverter somente um deles, e a inversão em ambos os circuitos
manterá o mesmo sentido de rotação.
Uma das principais aplicação dos motores de corrente contínua é o
acionamento de máquinas com controle preciso de velocidade.
Os métodos mais utilizados para este fim são:
•Ajuste da tensão aplicada na armadura do motor;
•Ajuste da corrente nas bobinas de campo, ou seja, controle do fluxo
magnético do motor;
•Combinação dos anteriores.
O controle de velocidade pode ser realizado através de um conversor
estático CC ou por meio de um reostato.
Aplicações
Devido a sua versatilidade nas aplicações, o motor de corrente contínua
possui uma grande parcela do mercado de motores elétricos, destacando-se:
- Bombas a pistão
- Ferramentas de avanço
- Tornos
- Bobinadeiras
- Mandrilhadoras
- Máquinas de moagem
- Máquinas têxteis
- Guinchos e guindastes
- Veículos de tração
- Prensas
- Máquinas de papel
- Indústria química e petroquímica
- Indústrias siderúrgicas
- Fornos, exaustores, separadores e esteiras para indústria cimenteira e outras.
Rendimento do Motor
Um diagrama de fluxo de potencia é representado abaixo:
Então, o rendimento é obtido por:
% 
Potencia de saída
Potencia de saída

Potencia entrada Potencia de saída  perdas
x 100%