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MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Os geradores e motores de corrente contínua: mesma constituição, difere na aplicação. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA PRINCIPAIS PARTES DE UM MOTOR DC Componentes: Indutor, de pólos salientes, fixo à carcaça (estator: parte fixa) Induzido, rotativo, semelhante ao indutor das máq. síncronas. Rotor (parte girante): composto da armadura e do comutador. Armadura: onde está localizado o induzido distribuído em bobinas parciais, alojadas em ranhuras, os terminais de cada bobina são soldados às lâminas do comutador. A indução magnética varia em cada ponto devido ao seu movimento de rotação submetido a um campo magnético estacionário no espaço e produzido pelo enrolamento do estator excitado em corrente contínua. Estator: proporciona o campo magnético no qual giram os condutores da armadura. Nesta parte, além dos pólos propriamente ditos há também o conjunto de escovas. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA VISTA EM CORTE DE UMA MÁQUINA DC MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA CAMPO MAGNÉTICO NA MÁQUINA DC: Dois Imãs Permanente e um suporte de ferro, formando a parte do estator. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA PRINCIPAIS PARTES DE UM MOTOR DC Na máquina CC o campo magnético é criado por um conjunto de pólos, os quais são dispostos ao longo da periferia da parte externa fixa, chamada de estator. Os pólos norte e sul são dispostos de forma alternada. O enrolamento que alimenta os pólos e que gera o campo magnético é chamado de enrolamento de campo. Este enrolamento é alimentado a partir de uma fonte de corrente contínua, produzindo assim um campo magnético constante ao longo do tempo. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho 1 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Máquina de Corrente contínua A máquina de corrente contínua é altamente versátil. Pode fornecer torques elevados de partida, de aceleração e desaceleração. Controles de velocidade na faixa de 4:1 facilmente. Pode fazer inversões rápidas. É usada em trabalhos duros na indústria, como na siderurgia. Necessita de um retificador mecânico, na forma de comutador para converter a ca, que é induzida em cada bobina da armadura, em uma tensão unidirecional, o que a torna frágil e cara. Sem uma boa comutação a máquina se torna praticamente sem utilidade. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Geradores de corrente contínua Quando a energia mecânica é entregue ao rotor e uma carga elétrica é conectada nos terminais de armadura. Para fornecer energia elétrica para a carga deve ser estabelecido um campo magnético no entreferro, que funciona como dispositivo de acoplamento, permitindo a transferência da energia do sistema mecânico para o sistema elétrico. Métodos de energização do enrolamento de campo produzir o campo elétrico: Excitação separada, precisa de uma fonte cc externa. Auto-excitação. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Gerador em derivação auto-excitado Gerador com excitação separada Res. variável R1 + + + V1 Fonte DC L1 Enr. campo L1 M1 Enr. campo E _ Armadura E M1 R1 Reostato campo _ M2 M2 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Classificação das máquinas de corrente contínua Elas podem ser classificadas de acordo com as interconexões entre os enrolamentos do campo e da armadura. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA DC - EXCITAÇÃO EM DERIVAÇÃO a DC - EXCITAÇÃO SEPARADA a L1 Campo M1 Armadura L1 Campo a M1 Armadura a F F MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho 2 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA DC - EXCITAÇÃO SÉRIE EXCITAÇÃO COMPOSTA ADITIVA a a L2 L1 Campo F M1 L1 Campo série F' S S' M1 Armadura Campo derivação a Armadura a MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO COMPOSTA COM DERIVAÇÃO LONGA EXCITAÇÃO COMPOSTA SUBTRATIVA a a L2 L2 F L1 Campo série F' S' S F M1 L1 Campo série F' S S' M1 Armadura Campo derivação Armadura a Campo derivação a MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA PARTES DA MÁQUINA: CORTE TRANSVERSAL EXCITAÇÃO COMPOSTA COM DERIVAÇÃO CURTA a L2 F L1 Campo série F' S S' M1 Armadura Campo derivação a MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho 3 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA PARTES QUE COMPÕEM O ESTATOR • Carcaça : é a estrutura que suporta todas as demais partes. Também tem por função conduzir o fluxo magnético de um pólo ao outro. • Pólos de Excitação Principal : constitui um núcleo magnético formado por um conjunto de chapas laminadas. Têm por função produzir o fluxo magnético. As suas extremidades são mais largas e constituem as sapatas polares. • Enrolamento Principal de Campo : o enrolamento principal de campo é bobinado sobre o pólo de excitação principal. É alimentada em corrente contínua e estabelece assim um campo magnético contínuo no tempo. • Enrolamento Auxiliar de Campo : igualmente alojado sobre o pólo principal. À semelhança do enrolamento de compensação, tem por função compensar a reação da armadura reforçando o campo principal. • Pólos de Comutação : são alojados na região entre os pólos e constituidos por um conjunto de chapas laminadas justapostas. • Enrolamentos de Comutação : são percorridos pela corrente da armadura, sendo ligados em série com este. Têm por função facilitar a comutação e evitar o aparecimento de centelhamento no comutador. • Enrolamento de Compensação : são alojados em ranhuras na superficíe dos pólos excitação (sapatas polares). Têm por finalidade eliminar os efeitos do campo da armadura e melhorar a comutação. É mais comum em máquina de alta potência, devido ao custo adicional de fabricação e dos materiais. • Conjunto Porta-Escovas e Escovas : o porta-escovas é a estrutura mecânica que aloja as escovas. É montado de tal forma que possa ser girado para um perfeito ajuste da comutação da máquina. As escovas são constituidas de material condutor e deslizam sobre o comutador quando este gira; elas são pressionadas por molas contra a superfície do comutador. As escovas também conectam o circuito externo da máquina com o enrolamento da armadura. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA PARTES QUE COMPÕEM O ROTOR • Núcleo Magnético : é constituido de de um pacote de chapas de aço magnético laminadas, com ranhuras axias para alojar o enrolamento da armadura. • Enrolamento da Armadura : é composto de um grande número de espiras em série ligadas ao comutador. O giro da armadura faz com que seja induzida uma tensão neste enrolamento. • Comutador : é constituido de lâminas de cobre (lamelas) isoladas umas das outras por meio de lâminas de mica (material isolante). Tem por função transformar a tensão alternada induzida numa tensão contínua. • Eixo : é o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor a uma carga a ele acoplada. MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO INDEPENDENTE Enrolamentos da Máquina de Corrente Contínua MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO SÉRIE MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO PARALELO OU DERIVAÇÃO OU SHUNT MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho 4 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO PARALELO PARA MOTOR MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO PARALELO PARA GERADOR MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA EXCITAÇÃO COMPOSTA OU COMPOUND OU MISTA OU SÉRIE-PARALELA CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM MOTOR CC DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM GERADOR CC MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Prof. Aurino Almeida Filho 5
