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Máquinas Elétricas I Aula 13 Prof.: Samuel Bettoni.

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1 Máquinas Elétricas I Aula 13 Prof.: Samuel Bettoni

2 Partida de Motores de CC

3  Introdução  Um dos instantes mais críticos na operação de um motor é no momento de sua partida.  Nesse momento um motor solicita uma corrente muito maior (geralmente entre 6 a 10 vezes) do que na operação normal, devido à mudança do estado de inércia do motor. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

4 Partida de Motores de CC  Introdução  Há duas exigências durante a partida de um motor:  Tanto o motor quanto as linhas de alimentação devem estar protegidos contra um alto valor de corrente durante o período da partida, colocando-se uma resistência externa em série com o circuito de armadura;  O torque de partida no motor deve ser o maior possível para fazer o motor atingir sua velocidade máxima em menor tempo possível.  Existem duas formas simples de limitar a corrente de partida. A primeira é a inserção de resistores em série com a armadura. A outra é o controle da tensão aplicada. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

5 Partida de Motores de CC  No instante em que aplicamos a tensão V nos terminais da armadura, para iniciar a rotação do motor, não existe força contra-eletromotriz, já que a velocidade é nula.  Os únicos fatores que limitam a corrente são a queda de tensão nos contatos das escovas e a resistência no circuito de armadura, R a. Onde, BD : queda de tensão nas escovas I st : corrente de partida Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

6 Partida de Motores de CC  Exemplo 1:  Um motor shunt CC de 120V possui uma resistência de armadura de 0,2 Ω e uma queda no contato das escovas de 2V. A corrente nominal a plena carga é de 75 A. Calcule a corrente no instante da partida, e o seu percentual em relação à situação nominal. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

7 Partida de Motores de CC  Exemplo 2: Motor CC independente:  5 HP ; 240V ;  I a nominal = 16,2 A;  R a = 0,73 Ω ;  Para este motor Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

8 Partida de Motores de CC  Os exemplos anteriores servem para ilustrar o dano que pode acontecer no motor durante uma partida;  Mas isso pode ser corrigido quando limitamos essa corrente de partida através de uma resistência externa (dispositivo de partida) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

9 Partida de Motores de CC  A corrente nos exemplos acima, são excessivas devido à falta de FCEM no instante da partida;  À medida que o motor inicia a rotação, a FCEM cresce proporcionalmente a velocidade;  Para se limitar a corrente utilizamos um reostato para diminuir a corrente de partida;  Essa resistência é progressivamente reduzida à medida que o motor adquire velocidade. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

10 Partida de Motores de CC  A equação da corrente de armadura (ou corrente de partida) é então modificada e tem a seguinte forma:  O valor do resistor de partida, na velocidade nula ou em qualquer outra velocidade, pode ser calculado a partir da equação dada acima. Onde, Rs : resistor externo Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

11 Partida de Motores de CC  Exemplo 3:  Um motor shunt CC de 120V possui uma resistência de armadura de 0,2 Ω e uma queda no contato das escovas de 2V. A corrente nominal a plena carga é de 75 A. Calcule os valores da resistência de partida para limitar a corrente do motor dada as seguintes situações: a) na partida, para uma carga de 150% superior ao valor nominal; b) com uma FCEM igual a 25% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal; c) com uma FCEM igual a 50% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

12 Partida de Motores de CC  Solução do Exemplo 3: a) na partida, para uma carga de 150% superior ao valor nominal; Na partida, Ea = 0, b) com uma FCEM igual a 25% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal; c) com uma FCEM igual a 50% do valor da tensão terminal e uma carga 150% superior ao valor nominal; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

13 Partida de Motores de CC  Pelo exemplo 3, podemos ver que foi requerido um valor decrescente de resistência à medida que o motor desenvolvia uma força contra-eletromotriz (E a ) devido a aceleração do rotor. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

14 Partida de Motores de CC  Abaixo é apresentado os três tipos básicos de motores CC com o dispositivo de partida: Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

15 Reação da Armadura

16  Até agora consideramos apenas que a força magnética atuando num motor CC é devida a excitação do enrolamento de campo. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13 Motor operando sem carga

17 Reação da Armadura  Entretanto, a corrente fluindo nos condutores da armadura também criam uma força magnética que distorce e enfraquece o fluxo vindo dos pólos da máquina.  Essa distorção e enfraquecimento do campo magnético ocorre tanto nos motores quanto nos geradores. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

18 Reação da Armadura  Quando o motor está operando sem carga, não há fluxo distorcendo o fluxo principal da máquina;  Mas quando a armadura conduz a corrente nominal, esses condutores criam uma força magnética considerável. Se considerarmos somente essa força atuando temos a seguinte situação: Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

19 Reação da Armadura  O resultando desses dois fluxos atuando na máquina é a distorção e o enfraquecimento do campo resultante. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

20 Reação da Armadura  As consequências práticas dessa situação é:  Comutação pobre com faíscas nas escovas;  Para grandes máquinas, a diminuição do fluxo pode chegar a 10% e isso causa uma redução considerável na velocidade (aumento) da máquina com carga. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

21 Reação da Armadura  É necessário algum método no qual os efeitos da reação da armadura sejam compensados, ou os fatores que a causam sejam neutralizados.  Os métodos que se destacam são:  Enrolamento de comutação ou interpolos  Minimizar faiscamento através do alinhamento automático da linha neutra;  Enrolamento de compensação  Minimizar a distorção de fluxo e suas consequências. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

22 Reação da Armadura  Enrolamento de comutação ou interpolos Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

23 Reação da Armadura  Enrolamento de compensação Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

24 Reação da Armadura Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13

25 Referências Bibliográficas [1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; “Máquinas Elétricas”, 6ª ed., Bookman, [2] Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas Elétricas; Prentice-Hall; [3] Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e Transformadores; Globo; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 13


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