GERADORES E MOTORES DE CORRENTE CONTNUA

Motores e Geradores

Um motor uma mquina que converte energia eltrica com energia mecnica de rotao. Os motores so os responsveis pelo funcionamento das mquinas de lavar, das secadoras de roupa, dos ventiladores, dos condicionadores de ar e da maioria das mquinas encontradas na indstria. O gerador, por sua vez uma mquina que converte energia mecnica de rotao em energia eltrica. A energia mecnica pode ser fornecida por uma queda-d gua, vapor, vento, gasolina ou leo diesel ou por um motor eltrico.

Componentes

As partes principais dos motores e geradores de corrente contnua so basicamente as mesmas. (Fig. 1-1).

Armadura

Num motor, a armadura recebe a corrente proveniente de uma fonte eltrica externa. Isto faz a armadura girar. Num gerador, a armadura gira por efeito de uma fora mecnica externa. A tenso gerada na armadura ento ligada a um circuito externo. Em resumo, a armadura do motor recebe a corrente de um circuito externo (a fonte de alimentao), e a armadura do gerador libera corrente para um circuito externo (a carga). Como a armadura gira, ela tambm chamada de rotor.

Comutador

Uma mquina cc tem um comutador para converte a corrente alternada que passa pela sua armadura em corrente contnua liberada atravs de seus terminais (no caso do gerador). O comutador (Fig. 1-1) constitudo por segmentos de cobre com um par de segmentos para cada enrolamento da armadura. Cada segmento do comutador isolado dos demais por meio de lminas de mica. Os segmentos so montados em torno do eixo da armadura e so isolados do eixo e do ferro da armadura. No chassi da maquina s montadas duas escovas fixas, que permitem contatos com segmentos opostos do comutador.

MQUINAS CC

Fig. 1-1 Escovas

So conectores de grafita fixos, montados sobre molas que permitem que eles deslizem (ou escovem ) sobre o comutador no eixo da armadura. Assim, as escovas servem de contato entre os enrolamentos da armadura e a carga externa.

Enrolamento de Campo

Este eletrom produz o fluxo interceptado pela armadura. num motor, a corrente para o campo fornecida pela mesma fonte que alimenta a armadura. Num gerador, a fonte de corrente de campo pode ser uma fonte separada, chamada de excitador, ou proveniente da prpria armadura.

GERADOR CC SIMPLES

O gerador cc mais simples formado por um enrolamento de armadura contendo uma nica espira de fio. Este enrolamento de uma espira intercepta o campo magntico para produzir a tenso. Se houver um circuito fechado, passar uma corrente no sentido indicado pelas setas (Fig.1-2a). Nessa posio da espira, o segmento 1 do comutador est em contato com a escova 1, enquanto o segmento 2 do comutador est em contato com a escova 2. media que a armadura gira meia volta no sentido horrio, cos contatos entre os segmentos do comutador e as escovas so invertidos (Fig. 1-2b). Agora, o segmento 1 est em contato com a escova, 2 e o segmento 2 em contato com a escova 1. Em virtude dessa ao est sempre

interceptando o campo magntico no mesmo sentido. Portanto, as escovas 1 e 2 tm polaridade constante, e liberada uma corrente contnua pulsante para o circuito de carga externo.

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Fig. 1-2 Funcionamento bsico de um gerador cc

Exemplo 1-Um gerador cc com uma nica bobina produz uma sada pulsante. Utilizando-se mais bobinas e combinando as suas sadas, pode-se obter uma forma de onda mais suave. Desenhe a forma de onda da tenso de sada obtida pela incluso de uma segunda bobina armadura, colocada perpendicularmente primeira bobina.

Observe a Fig. 1-3. Note que induzida uma tenso em todos os instantes. Embora a corrente ainda seja pulsante, a sada mais suave. Na prtica, se constrem os geradores com vrias bobinas enroladas em torno da armadura para produzir uma sada cc ainda mais suave.

Fig.1-3 Sada de um gerador cc com duas bobinas

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ENROLAMENTOS DA ARMADURA

As bobinas da armadura usadas em grandes mquinas cc so geralmente enroladas na sua forma antes de serem colocadas na armadura. As bobinas pr-fabricadas so colocadas entre as fendas do ncleo laminado da armadura. H duas formas de se ligar as bobinas, enrolamento imbricado e enrolamento ondulado ou em srie.

Num enrolamento imbricado simples, as extremidade de cada bobina so ligadas a segmentos comutadores adjacentes (Fig. 1-4). Dessa forma, todas as bobinas ficam ligadas em srie. Num enrolamento imbricado duplo, h, na verdade, dois conjuntos separados de bobinas, cada conjunto ligado em srie (Fig. 1-5). Estes dois conjuntos de bobinas so ligados entre somente atravs de escovas. Analogamente, um enrolamento imbricado triplo formado por trs conjuntos separados de bobinas ligados em srie. Num enrolamento imbricado simples, uma nica escova faz o curto-circuito entre as duas extremidades da mesma bobina.

Num enrolamento ondulado, as extremidades de cada bobina so ligadas aos segmentos do comutador com dois plos de intervalo (Fig. 1-6). Em vez de curto-circuitar uma nica espira faz curto-circuito num pequeno grupo de espiras ligadas em srie.

Fig. 1-4 Enrolamento imbricado simples

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Num gerador, a rea onde nenhuma tenso pode ser induzida numa espira de armadura chamada de plano de comutao ou plano neutro. Este plano est meia distncia entre plos de campo norte sul adjacente. As escovas so sempre colocadas de modo a produzir um curtocircuito entre as bobinas da armadura que esto atravessando o plano neutro, e simultaneamente a sada retirada das outras bobinas.

Fig. 1-5 Enrolamento imbricado duplo Fig. 1-6 Enrolamento ondulado para uma mquina cc com quatro plos.

Exemplo 2-Explique a ao comutadora numa armadura com enrolamento imbricado simples que possua 22 bobinas.

Veja a Fig. 1-7. Uma armadura de 22 bobinas ligada a um comutador com 22 segmentos. H duas escovas. A escova + faz curto-circuito na bobina 11 da armadura, enquanto a escova faz o curto-circuito na bobina 22 da armadura. No h tenso induzida em nenhuma dessas bobinas. Os dois grupos, de 1 a 10 e de 12 a 21, esto ligados em paralelo atravs das escovas, porque a tenso nos dois grupos de bobinas tem a mesma polaridade. As escovas ligam tambm a tenso gerada ao circuito de carga externo. Ao mesmo tempo em que as escovas pem em curto-circuito uma bobina da armadura, ela recebe a tenso e a corrente induzidas nas outras bobinas da armadura, porque uma extremidade de duas bobinas diferentes est ligada ao mesmo segmento do comutador (ex. bobina 21 e bobina 22).

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Fig. 1-7 Ao comutadora da escova numa armadura com enrolamento imbricado simples

EXITAO DO CAMPO

Os geradores cc recebem seus nomes de acordo com o tipo de excitao de campo utilizado. Quando o campo do gerador fornecido ou excitado por uma fonte cc separada, como por exemplo, uma bateria, ele chamado de gerador de excitao separada (Fig. 1-8). Quando o gerador fornece a sua prpria excitao, ele chamado de gerador auto-excitado. Se o seu campo estiver ligado em paralelo com o circuito da armadura, ele chamado de gerador em derivao (Fig. 10-9a).

Quando o campo est em srie com a armadura, o gerador chamado de gerador srie (Fig. 1-9b). Se forem usados os dois campos, derivao e srie, o gerador chamado de gerador composto. Os geradores compostos podem ser ligados em derivao curta (Fig. 1-9c) com o campo de derivao em paralelo somente com a armadura, ou formando uma derivao longa (Fig.1-9d), com o campo de derivao em paralelo com a armadura com o campo srie. Quando o campo em srie est ligado dessa forma, de modo que seus ampres-espira ajam no mesmo sentido que os do campo em derivao, diz-se que o gerador composto-acumulativo. Os reostatos de campo so resistncias ajustveis colocadas nos circuitos de campo para variar o fluxo do campo e, portanto a fem gerada pelo gerador.

O gerador composto muito mais usado do que os outros tipos de geradores, porque ele pode ser projetado de modo a oferecer uma ampla variedade de caractersticas.

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Fig. 1-8 Diagrama de circuito com gerador excitado separadamente (a) Em derivao (b) Srie (c) Composto em derivao curta (d) Composto em derivao longa Fig. 1-9 Diagrama de circuitos de geradores cc

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CIRCUITO EQUIVALENTE DO GERADOR CC

As relaes entre tenso e corrente num circuito equivalente de um gerador cc (Fig. 1

10) so de acordo com a lei de Ohm. Vta = Vg Iara (1-1) Vt = Vg Ia(ra + rs) (1-2) IL= Ia Id (1-3)

Onde: Vta = tenso no terminal da armadura, V Vg = tenso gerada na armadura, V Ia = corrente da armadura, A Vt = tenso no terminal do gerador, V ra = resistncia do circuito da armadura, W . rs = resistncia do campo em srie, W . rd = resistncia do campo em derivao, W . IL = corrente na linha, A Id = corrente do campo em derivao, A

Exemplo 3-Um gerador cc tem uma especificao de 100 KW, e 250 V. O que significa essa especificao?

Esse gerador pode liberar continuamente 100 KW de potncia a uma carga externa. A tenso Vt do terminal do gerador de 250 V quando est fornecendo a corrente especificada.

Fig.1-10 Circuito equivalente do gerador cc

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Exemplo 4-Um gerador cc de 100 KW e 250 V tem uma corrente na armadura de 400 A, uma resistncia da armadura (incluindo as escova) de 0,025 W , e uma resistncia de campo em srie de 0,005 W . Ele mantido em 1.200 rotaes por minuto (rpm) atravs de um motor de velocidade constante. Calcule a tenso gerada na armadura. Da Eq.(1-2).

Resp. Vg = Vt + Ia (ra + rs)

= 250+400 (0,025 + 0,005) = 250 + 12 = 262V

Equaes da Tenso no Gerador e Regulao de Tenso

A tenso mdia Vg gerada por um gerador pode ser calculada atravs da frmula. pZf n

Vg = (1-4) 60b x108 Onde: Vg = tenso mdia gerada por um gerador cc, V p = nmero de plos Z = nmero total de condutores da armadura (tambm chamado de indutores) f = fluxo por plo

n = velocidade da armadura, rpm

b = nmero de percursos paralelos atravs da armadura, dependendo do tipo de enrolamento da armadura.

Para qualquer gerador, todos os fatores da Eq. (1-4) so fixos, exceto f e n. Portanto, a Eq. (1-4) pode ser simplificada assumindo a foram

Vg = k f n (1-5)

pZ

onde k = 60b x108 A Eq. (1-5) revela que o valor de uma fem induzida em qualquer circuito proporcional razo com que o fluxo est sendo interceptado. Assim, se f duplicar e n permanecer o

mesmo, Vg tambm duplicado. Analogamente, se n dobrar de valor, permanecendo f

constante, Vg dobra.

Exemplo 5-Quando um gerador mantido em 1.200 rpm, a tenso gerada de 120 V. Qual ser a tenso gerada (a) se o fluxo do campo diminuir de 10 por cento, permanecendo constante a velocidade e (b) se a velocidade cair para 1.000 rpm permanecendo invarivel o fluxo do campo?

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Resp. (a) Vg1 = Kf 1n1 ou k = Vg1 f1n1

V f1,00

Vg2 = k f 2n1 = g1 f 2n1 = Vg1 2 = 120 = 120 (0,90) = 108V

f 1n f1 1,00 -0,10

Vg1 n 2 1,000

Resp. (b) Vg2 = k f 1n2 = f 1n2 = Vg1 =120 =100V

fn n 1,200

11 1

A regulao de tenso de um gerador a diferena entre a tenso do terminal sem carga (SC) e com carga mxima (CM) e expressa como uma porcentagem do valor de carga mxima.

tenso SC -tenso com CM

Regulao de tenso =

tenso com CM

Uma regulao com baixa porcentagem, caracterstica de circuitos de iluminao, significa que a tenso do terminal do gerador praticamente a mesma com carga mxima ou quando est sem carga.

Exemplo 6-Um gerador em derivao tem uma tenso de terminal com carga mxima de 120 V. Quando a carga retirada, a tenso aumenta para 150 V. Qual o porcentual de regulao de tenso?

tenso SC -tenso com CM 150 -120 30

Resp. Regulao de tenso = = = = 0,25 = 25%

tenso com CM 120 120

PERDAS E EFICINCIA DE UMA MQUINA CC

As perdas nos geradores e motores consiste nas perdas no cobre dos circuitos eltricos e nas perdas mecnicas devidas rotao da mquina. As perdas incluem:

1. Perdas no cobre (a) Perdas I2R na armadura (b) Perdas de campo (1) I2R do campo em derivao (2) I2R do campo em srie 2. Perda mecnicas ou rotativas (a) Perdas no fero (1) perdas por correntes parasitas (2) perdas por histerese

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(b) Perdas por atrito (1) Atrito no mancal (rolamento) (2) Atrito nas escovas (3) Perdas por vento ou atrito com o ar As perda no cobre esto presentes, porque consumida uma certa potncia quando se faz passar uma corrente atravs de uma resistncia. medida que a armadura gira no campo magntico, a fem induzida nas partes de ferro permite a passagem de correntes parasitas ou de Foucault, que aquecem o ferro representando assim um desperdcio de energia. As perdas por histerese ocorrem quando um material magntico magnetizado inicialmente num sentido e em seguida no sentido oposto. Outras perdas rotacionais so produzidas pelo atrito de rolamento no mancal, pelo atrito das escovas apoiadas sobre o comutador e pelo atrito com o ar.

A eficincia a razo entre a potncia til na sada e a potncia total na entrada. sada

Eficincia = (1-7)

entrada entrada -perdas sada

ou, Eficincia = = (10-8)

entrada sada + perdas

A eficincia geralmente expressa na forma de porcentagem. sada

Eficincia (%) = x 100

entrada

Exemplo 1.7-Um gerador em derivao tem uma resistncia no circuito da armadura de 0,4 W , uma resistncia no circuito de campo de 60 W e uma tenso no terminal de 120 V quando est fornecendo uma corrente de carga de 30 A (Fig. 1-11). Calcule (a) a corrente de campo, (b) a corrente na armadura, (c) as perdas no cobre com a carga acima, (d) se as perda rotacionais forem de 350W, qual a eficincia com a carga acima?

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Fig.1-10 Gerador cc em derivao

Vt 120 Resp. (a) Id= = =2A

rd 60

Resp. Resp. (b) (c) Ia = It + Id = 30 + 2 = 32 A Perda na armadura = I2 ara = 322(0,4) = 410W Perda do campo em derivao = I2 drd = 22(60) = 240 W Perda no cobre = perda na armadura + perda do campo em derivao = 410+240 = 650W Resp. (d) Eficincia = perda sada sada + Sada = P = VtIL = 120(30) = 3.600W Perda total = perdas no cobre + perda rotacional = 650 + 350 = 1.000

3.600 3.600 Eficincia (%) = 100 = 100 = 0,783(100) = 78,3%

3.600 +1.000 4.600 MOTOR DE CORRENTE CONTNUA

Princpio do Motor

Embora a construo mecnica de motores e geradores cc seja muito parecida, as suas funes so diferentes. A funo de um gerador de gerar uma tenso quando os condutores se deslocam atravs de um campo, enquanto um motor serve para produzir um esforo para a rotao, ou torque ,para produzir rotao mecnica.

Sentido de Rotao da Armadura

Usa-se a regra da mo esquerda para determinar o sentido de rotao dos condutores da armadura. A regra da mo esquerda para os motores a seguinte: com o polegar, o indicador e

o mdio da mo esquerda perpendiculares entre si, aponte o indicador no sentido do campo e o dedo mdio no sentido da corrente que passa pelo condutor; o polegar indicar o sentido em que o condutor tende a se deslocar (Fig. 1-12a). Numa bobina retangular formada por uma nica espira paralela a um campo magntico (Fig. 1-12b), o sentido da corrente no condutor da esquerda para fora do papel, enquanto no condutor do lado direito para dentro do papel. Portanto, o condutor da esquerda tende a se deslocar para cima com uma fora F1, e o condutor do lado direito tende a se deslocar para baixo com uma fora igual F2.

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As duas foras agem de modo a produzir um torque que faz a bobina girar no sentido horrio. Um motor constitudo por uma nica bobina impraticvel (Fig. 1-12b), porque ele tem centros mortos e o torque produzido pulsante. Obtm-se bons resultados quando se usa um grande nmero de bobinas com no caso de um motor de quatro plos (Fig. 1-13). medida que a armadura gira e os condutores se afastam de um plo passando pelo plano neutro, a corrente muda de sentido nos condutores em virtude da ao do comutador. Assim, os condutores sob um dado plo conduzem a corrente no mesmo sentido em todos os instantes.

Torque

O torque T produzido por um motor proporcional intensidade do campo magntico e corrente da armadura. T = kt f Ia (1-9)

Onde:

T = torque, m KG

kt = constante que depende das dimenses fsicas do motor

Ia = corrente da armadura , A

f = nmero total de linha de fluxo que entra na armadura por um plo N

(a) Um condutor s (b) Dois condutores de uma bobina com uma nica espira Fig. 1-12 Aplicaes da regra da mo esquerda aos motores

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CIRCUITO EQUIVALENTE DO MOTOR CC

As relaes entre a tenso e a corrente num circuito equivalente de um motor cc (Fig. 1

14) so as seguinte: Vta = Vg + Iara (1-10) Vt = Vg + Ia(ra + rs) (1-11) IL=Ia+Id (1-12)

Onde: Vta = tenso no terminal da armadura, V Vg = fora contra-eletromotriz, fcem,V Ia = corrente da armadura, A Vt = tenso no terminal do motor, V

e ra, rs, rd, IL e Id representam as mesmas grandezas definidas no circuito equivalente de um gerador cc (Fig. 1-10). Uma comparao entre o circuito equivalente de um gerador (Fig. 1-10) e o circuito equivalente de um motor (Fig. 1-14) mostra que a nica diferena est no sentido da corrente na linha e na armadura.

Fig. 1-13 Sentidos das correntes de armadura num motor de quatro plos que gira no sentido anti-horrio

A fcem de um motor, Vg, gerada pela ao dos condutores da armadura ao interceptar as linhas de fora. Se num motor em derivao a Eq. (1-11) for multiplicada por Ia (rs = 0), VtIa = VgIa + Ia2ra (1-13)

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VtIa a potncia fornecida armadura do motor; Ia2ra a potncia dissipada na forma de calor pela corrente de armadura; e VtIa a potncia produzida pela armadura. Mas esta potncia da armadura no representa uma potncia til de sada, pois uma parte dela precisa ser gasta para suprir as perdas mecnicas ou rotacionais do motor. A especificao de sada do motor igual entrada (VtIL) menos as perdas por aquecimento (I2R) e as perdas rotacionais. A unidade mais usual para a sada de um motor o cavalo-vapor (hp, diretamente do ingls "horsepower"), onde

watts

hp = cavalo-vapor = (1-14)

746

Exemplo 8-: (a) Calcule a fcem de um motor quando a tenso no terminal de 240 V e a corrente na armadura de 50 A. A resistncia da armadura de 0,08 W . A corrente de campo pode ser desprezada. (b) Qual a potncia produzida pela armadura do motor? (c) Qual a potncia liberada para o motor em quilowatts?

Fig.1-14: Circuito equivalente de um motor cc

(a)Vt=Vg+Iara rs=0

Vg = Vt Iara = 240 50.(0,08) = 240 4 = 236 V (b) Potncia produzida VgIa = 236.(50) = 11800 W watts 11800 hp = == 15,8hp

746 746

(c) Potncia Liberada = VtIL = 240.(50) = 12000 W = 12kW

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VELOCIDADE DE UM MOTOR

A velocidade dada pelo nmero de rotaes do eixo com relao ao tempo e expressa em unidades de rotaes por minuto (rpm). Uma reduo no fluxo do campo do motor provoca um acrscimo na sua velocidade. Ou, ao contrrio, um aumento no fluxo do campo provoca uma diminuio na velocidade do motor. Pelo fato de a velocidade do motor variar com a excitao do campo, costuma-se empregar uma forma conveniente de se controlar a velocidade variando o fluxo do campo atravs do ajuste da resistncia no circuito de campo.

Se um motor puder manter uma velocidade praticamente constante para diferentes cargas, diz-se que o motor apresenta uma boa regulao de velocidade. A regulao de velocidade geralmente expressa na forma de porcentagem da seguinte forma:

vel.sem carga - vel.com carga mx

Regulao de velocidade =

vel.com carga mxima

Exemplo 9 -Um motor em derivao de 220 V tem uma resistncia da armadura de 0,2 W . Para uma dada carga aplicada ao motor, a corrente na armadura de 25 A. Qual o efeito imediato sobre o torque produzido pelo motor se o fluxo do campo for reduzido de 2 por cento?

O torque produzido quando Ia = 25A

T1 = ktf Ia = 25ktf

e a fora contra-eletromotriz Vg1 = Vt Iara = 220 25.(0,2) = 215 V

Se f for reduzido de 2 por cento, o valor de Vg tambm fica reduzido de 2 por cento,

pois Vg = kf n e a velocidade n no pode variar instantaneamente. Portanto, a nova fcem

Vg2 = 0,98.(215) = 210,7V

A nova corrente da armadura fica

Vt - Vg2 220 - 210,7

Ia2 = == 46,5A

ra 0,2

e o novo torque produzido dado por

T2 = kt.( 0,98 ) f .(46,5) = 45,6.ktf

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o acrscimo no torque T2 45,6 kt. f Resp. == 1,82 vezes

T1 25 kt f Assim, conclumos que um decrscimo de 2 por cento no fluxo aumenta o torque de um motor 1,82 vezes. Esse torque maior faz com que a velocidade da armadura aumente para um valor mais alto, pata o qual a fcem aumentada (Vg a n) limita a corrente da armadura a um valor elevado, apenas o suficiente para conduzir a carga nessa velocidade mais alta.

Exemplo 1-10-A velocidade sem carga de um motor cc em derivao de 1.200 rpm. Quando se aplica ao motor a sua carga especificada, a velocidade cai para 1.140 rpm. Qual a sua regulao de velocidade?

Vel.SC -Vel.CM

Regulao de velocidade =

Vel.CM

1.200 -1.140 Resp. = = 0,053 = 5,3%

1.140

TIPOS DE MOTORES

Motor em Derivao

Este o tipo mais comum de motor cc. Ele ligado da mesma forma que o gerador em derivao (Fig. 1-15a). Suas curvas caractersticas de velocidade x carga e torque x carga (Fig. 1-15b) mostram que o torque aumenta linearmente com o aumento na corrente da armadura, enquanto a velocidade cai ligeiramente medida que a corrente da armadura aumenta. A velocidade bsica a velocidade com carga mxima. O ajuste de velocidade feito inserindo-se uma resistncia no campo usando um reostato de campo. Numa posio do reostato, a velocidade do motor, permanece praticamente constante para todas as cargas. Os acionadores ou dispositivos de partida usados com os motores cc limitam a corrente de partida da armadura em 125 a 200 por cento da corrente de carga mxima. Deve-se tomar muito cuidado para no se abrir o circuito do campo de um motor em derivao que est rodando sem carga, porque a velocidade do motor aumenta descontroladamente at o motor se queimar.

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(a) Diagrama esquemtico (b) Curvas de velocidade x carga e torque x carga Fig. 1-15 Caractersticas de um motor em derivao tpico Motor Srie

O campo deste tipo de motor ligado em srie com a armadura (Fig. 1-16a). A velocidade varia de um valor muito alto com uma pequena carga at um valor bem baixo com a carga mxima (Fig. 1-16b). O motor em sede conveniente quando parte com cargas pesadas ligadas a ele (guindastes e guinchos), porque com altas correntes na armadura ele produz um torque elevado e funciona em baixa rotao (Fig. 1-16b). Sem nenhuma carga, a velocidade de um motor em sede aumentar ilimitadamente at o motor se destruir (Fig.116b). Entretanto, os grandes motores em srie so geralmente ligados diretamente carga e no atravs de correias ou polias.

Corrente da armadura

(a) Diagrama esquemtico (b) Curvas da velocidade X carga e torque X carga Fig.1-16 Caractersticas de um motor srie tpico

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Motor Composto

Este tipo associa as caractersticas operacionais dos motores em derivao e dos motores em srie (Fig. 1-17a e b). O motor composto funciona com segurana sem carga. medida que se adicionam as cargas, a sua velocidade diminui, e o torque maior se comparado com o do motor em derivao (Fig. 1-18).

(a) Diagrama esquemtico (b) Curvas da velocidade X carga e torque X carga Fig.1-17 Caractersticas de um motor srie tpico Fig. 1-18 Comparao entre as caractersticas de motores cc em derivao, srie e compostos

REQUISITOS DE PARTIDA DOS MOTORES

H duas exigncias durante a partida dos motores:

1. Tanto o motor quanto as linhas de alimentao devem estar protegidos contra um fluxo excessivo de corrente durante o perodo da partida, colocando-se uma resistncia externa em srie com o circuito da armadura.

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2. O torque de partida no motor deve ser o maior possvel para fazer o motor atingir a sua velocidade mxima no menor tempo possvel. O valor da resistncia de partida necessria para limitar a corrente de partida da armadura at o valor desejado

Vt

Rs = -ra (1-16) I

S

Onde Rs = resistncia de partida, O Vt = tenso do motor, V

Is = corrente de partida desejada na armadura, A ra = resistncia da armadura, O

Exemplo 1.11-Um motor em derivao numa linha de 240 V tem uma corrente na armadura de 75 A. Se a resistncia do circuito de campo for de 100 W , qual ser a corrente do

campo, a corrente na linha e a potncia de entrada no motor (Fig. 1-19)?

Fig. 1-19 Motor em derivao

Vt 240

Resp. Id= == 2,4 A

rf 100

Resp. IL=If + Ia = 2,4+75 = 77,4 A

Resp. P1N = VtIL = 240(77,4) = 18.576 W = 18,6W

Exemplo 1.12-Um motor em derivao de 10 hp com uma resistncia de armadura de 0,5 W est ligado diretamente a uma linha de alimentao de 220 V. Qual a corrente resultante se a armadura for mantida fixa? Despreze a corrente de campo. Se a corrente da armadura com carga mxima for de 40 A e se desejarmos limitar a corrente de partida a 150 por cento desse valor, qual ser a resistncia de partida que deve ser colocada em srie com a armadura?

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No instante da partida, quando a armadura do motor est parada, no est sendo gerada nenhuma fcem. Portanto, o nico fator que limita a corrente que est sendo retirada da alimentao a resistncia do circuito da armadura (Fig. 1-20). No instante da partida, com Rs = 0, Vg = 0 e corrente em derivao desprezvel

Vt 220

Resp. I= == 440 A

ra 0,5

o que est muito acima do valor normal para a corrente da armadura com carga mxima para um motor desse porte. Como conseqncia, provavelmente as escovas, o comutador e o enrolamento ficariam danificados. Se adicionamos a resistncia RS em srie com o circuito da armadura, teremos IS = corrente de partida RS = resistncia de partida

Fig. 1-20 Circuito equivalente de motor cc prestes a ser dada a partida

Vt

RS = - ra Is

220

Resp. = -0,5=3,67 0,5=3,17 W

40(1,5)