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Prof. Edson-20121 DISCIPLINA SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA EEP001 Prof. Edson.

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1 Prof. Edson DISCIPLINA SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA EEP001 Prof. Edson

2 Prof. Edson Objetivos Específicos: - Contexto Histórico. - Motor de Faraday e Motores Homopolares - Motores CC – Princípios (Kosow Cap.1 e Apostila do Prof.Valdir Noll, CEFET- SC, Seção 8.1, disponível no sitio) - Motores CC – Tipos (Kosow Cap.4) - Formas Construtivas

3 Prof. Edson Orsted descobriu a existência de uma relação entre corrente elétrica e magnetismo e em seguida Faraday utilizou o princípio para desenvolver o primeiro motor elétrico do mundo!

4 Prof. Edson Princípio do motor de Faraday baseado nas descobertas de Orsted Relatório do aluno Rafael Santarelli para o curso de Física I da Unicamp, 2007

5 Prof. Edson Princípio do motor de Faraday baseado nas descobertas de Orsted Princípio de funcionamento de um Motor Homopolar

6 Prof. Edson COMPORTAMENTO DE UMA ESPIRA IMERSA EM UM CAMPO MAGNÉTICO. (Kosow 4.2).

7 Prof. Edson O torque é diretamente proporcional à corrente consumida ( se o fluxo for constante) logo a razão M/I A é uma constante e a velocidade é proporcional à tensão aplicada, então: M ~ I Kt = M/I A V A = V Fem = ke..n ou n = V A /ke. Onde: I A = Corrente no rotor V A = Tensão aplicado no rotor e n = rotação do motor CIRCUITO EQUIVALENTE Modelo teóricoCurva Corrente X TorqueCurva Tensão X Velocidade V Fem

8 Prof. Edson MOTOR ALIMENTADO COM TENSÃO CONSTANTE E VARIÁVEL PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO EM VELOCIDADE COMO FUNÇÃO DA FCEM E DO FLUXO (Kosow 4.5).

9 Prof. Edson RELAÇÃO ENTRE NÚMERO DE ESPIRAS E A VELOCIDADE PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO EM VELOCIDADE COMO FUNÇÃO DA FCEM E DO FLUXO (Kosow 4.5). Motor com número de espiras alto tem, baixa velocidade, alto torque constante, e baixo consumo de corrente. Motor com número de espiras baixo tem, alta velocidade, baixo torque e alto consumo de corrente. A velocidade é limitado pela V CEM, quando V A = V CEM

10 Prof. Edson Exercício!!! Um motor série CC, possuindo uma resistência de 2,5 e uma queda de tensão nas escovas de 0.3V, recebe uma tensão aplicada de 12V através dos terminais da armadura. Calcule a corrente na armadura quando: a)A velocidade produz uma FCEM de 11V para uma dada carga; b)Há uma queda de velocidade (devido à aplicação de uma carga adicional) e a FCEM tem o valor de 10.5V; c)Calcule a variação percentual na FCEM e na corrente de armadura. Máquinas Elétricas e transformadores, Irwing Kosow 15 Ed. Ed. Globo.

11 Prof. Edson Conceito de Torque ou Conjugado (Kosow 4.7). 20N F=20N

12 Prof. Edson Motor Série Torque de partida alto

13 Prof. Edson Motor Paralelo ou Shunt (Kosow 4.9). Potência constante, velocidade alta

14 Prof. Edson O FATOR ke DO MOTOR DEPENDE DOS FATORES DE CONSTRUÇÃO DO MOTOR, E ISTO LIMITA A VELOCIDADE. NOS EXCITADOS EXTERNAMENTE, PODEMOS REDUZIR O FLUXO MAGNÉTICO E ASSIM AUMENTAMOS A VELOCIDADE. MOTORES DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE

15 Prof. Edson VELOCIDADE MÁXIMA LIMITADA PELA FLUTUAÇÃO NOS COMUTADORES. PERDA DE POTÊNCIA E TORQUE PELA ALTA RESISTÊNCIA NOS COMUTADORES. ALTO MOMENTO DE INÉRCIA. PROBLEMAS DE BALANCEAMENTO. PERDA DE POTÊNCIA NO ROTOR POR EFEITO JOULE. RELAÇÃO TORQUE/VOLUME BAIXO. RUÍDO GERADO NOS COMUTADORES. DESGASTE DOS COMUTADORES E COLETORES. CONTROLE RELATIVAMENTE SIMPLES. ALTA MANUTENÇÃO. MOTORES DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE

16 Prof. Edson Reduz o ripple de torque Reduz variação de velocidade Aumenta estabilidade Considerações sobre o número de Pólos

17 Prof. Edson Exercício!!! A resistência do circuito de armadura de um motor-série de 2.4KW 24V é de 0.1. A queda nos contatos é de 0.3V e a resistência do campo-série é de 0.5. Quando o moto-série absorve 8.5A a velocidade é de 600 RPM. Calcule a velocidade quando a corrente absorvida é de 10A. Qual o valor da corrente na partida? Calcule a velocidade do motor para uma corrente de Ia = 2A. Faça uma análise crítica dos resultados.

18 Prof. Edson Para determinar corretamente a velocidade máxima seria necessário o valor do torque de resistente do rotor (perdas por atrito)

19 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC – Vista de um Rotor Ventilação Forçada Detalhe do Slot Coletores Enrolamento da Armadura Detalhe de uma lâmina Eixo Principal do Rotor

20 Prof. Edson Construção Laminar para Reduzir Perdas por Correntes Parasitas Perdas no Núcleo é a soma das Perdas por Histerese e Corrente Parasita Detalhe de uma lâmina

21 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC – Vista do Coletor Eixo Principal do Rotor Enrolamento tipo Gramme Apenas ilustratívo

22 Prof. Edson Princípio da comutação

23 Prof. Edson Detalhe do Efeito da Comutação Mecânica no Modo Gerador

24 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC – Vista dos Blocos Laminares

25 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC – Vista do Estator Enrolamento das Bobinas de Campo Detalhe da Lâmina do Estator

26 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC – Vista das Escovas

27 Prof. Edson Formas Construtivas de um Motor DC com Imã Permanente

28 Prof. Edson Motores CC – Aplicações Automotivas

29 Prof. Edson Motores CC – Tabela de Aplicações Automotivas AplicaçãoPotência (W) Corrente (A) QuantidadeTipo de Driver Ar Condicionado Unidirecional e variável Radiador Tendência para brushless Bomba de Combustível10081Unidirecional e variável Limpadores Reversão Mecânica Faróis Com reversão Vidros elétricos Com reversão Ajuste de Bancos Com reversão Teto Solar ,5-81Com reversão Trava de Portas Com reversão Ajuste de Espelhos1212Com reversão

30 Prof. Edson Lista de Exercícios 2 1)Um motor-série de 10HP e 240V tem uma corrente de linha de 38A e uma velocidade nominal de 600RPM. O circuito da armadura e a resistência do campo-série, respectivamente, são 0,4 e 0,2. A queda de tensão nas escovas é de 5V. Presuma que o motor está operando na porção linear da sua curva de saturação com corrente de armadura menor que a nominal. Calcule: a)Velocidade quando a corrente de carga cai para 20A. b)A velocidade em vazio quando a corrente de linha é de 1A. 2) Explique porque não é possível igualar as tensões Vcem e Va.

31 Prof. Edson Lista de Exercícios 2 3) Explique o funcionamento dos motores série e shunt utilizando os modelos equivalentes abaixo.

32 Prof. Edson Solução: Para i=10,0A Para i=8,5A Lembrando que: E assumindo que o fluxo é proporcional à I na região linear


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