Construo do Motor DC

Motores DC____________________________________________Eletrnica_Industrial II

UNESP Universidade Estadual Paulista

Faculdade de Engenharia de Guaratinguet

Departamento de Engenharia Eltrica

Motores

de

Corrente Contnua

Alexandre Mariano

ele00020

Elcio Kusahara

ele00033

Professor Marcio Abud

ndice

31.Princpio de funcionamento de motores

42.Gerao de uma corrente continua

53.Motores de corrente continua

63.1.Construo do motor DC

93.2.Campos e circuitos magnticos do motor CC

103.2.1.Reatncia da armadura

123.2.2.Comutao e interplos (pendncia)

133.2.3.Problemas com a comutao

153.3.Caractersticas e aplicaes de motores DC

153.3.1.Motor Srie

163.3.2.Motor de campo em derivao

173.3.3.Motor de campo composto

183.3.4.Motor de campo com Im Permanente

194.Concluso

ndice de figuras

3Figura 1

4Figura 2 Figura 3

4Figura 4

5Figura 5

5Figura 6

6Figura 7

8Figura 8 Figura 9

9Figura 10

9Figura 11

10Figura 12

10Figura 13

11Figura 14

11Figura 15

11Figura 16

12Figura 17

13Figura 18

14Figura 19

14Figura 20

1. Princpio de funcionamento de motores

Antes de entrarmos propriamente no assunto sobre motores de corrente contnua, ou motores DC, devemos considerar inicialmente dois pontos sobre o funcionamento de motores em geral:

Dois ims permanentes tendem a se alinhar com os plos opostos

Dois eletroms, quando excitados, tendem alinhar-se com os eixos longitudinais tomando a direo do campo.

Mesmo que ms permanentes sejam freqentemente usados, principalmente em pequenos motores, pelo menos alguns dos ms' de um motor devem ser 'eletroms'.

Um motor no pode funcionar se for construdo exclusivamente com ms permanentes pois, no somente no haver o torque inicial para disparar o movimento, se eles j estiverem em suas posies de equilbrio, como apenas oscilaro, em torno dessa posio, se receberem um empurro externo inicial.

condio necessria que algum plo altere sua polaridade para garantir a rotao do rotor (armadura ou induzido). Vamos entender melhor isso, atravs da ilustrao abaixo:

Figura 1Um motor simples consiste de uma bobina que gira entre dois ms permanentes. (a) Os plos magnticos da bobina (representados como m) so atrados pelos plos opostos dos ms fixos. (b) A bobina gira para levar esses plos magnticos o mais perto possvel um do outro mas, (c) ao chegar nessa posio o sentido da corrente invertido e (d) agora os plos que se defrontam se repelem, continuando a impulsionar o rotor.

Acima esquematizamos um motor simples onde o estator constitudo por ms permanentes e o rotor uma bobina por onde circula uma corrente eltrica. Uma vez que as correntes eltricas produzem campos magnticos essa bobina se comporta como um m permanente, com seus plos N (norte) e S (sul) como mostrados na figura 1.

2. Gerao de uma corrente continua

Ao girar-se uma espira condutora em um campo magntico, aparece uma corrente alternada senoidal. Segundo a Lei de Lenz, a tenso do lado S1 da bobina tem o sentido exatamente oposto da tenso do lado S2. Nos plos livres da bobina pode-se retirar esta tenso dupla (figura 2).

Figura 2

Figura 3Aos dois terminais da bobina so ligados dois anis coletores (figura 2), posicionados em um eixo e isolados eletricamente. Nas escovas A e B a tenso gerada retirada. O valor da tenso induzida varia continuamente com o tempo, na proporo em que so interceptadas quantidades diferentes de linhas de campo (figura 3) e sobre uma velocidade angular de giro constante (figura 4).

Figura 4Durante o semiciclo positivo o condutor S1 passa pelo plo norte (e S2 pelo plo sul), e no semiciclo negativo o condutor S2 que passa pelo plo norte (e S1 pelo plo sul).

Com anis coletores bipartidos pode-se retirar uma tenso contnua e termos um gerador DC, bem como podemos aplicar uma tenso contnua para acionarmos um motor, como veremos a seguir.

3. Motores de corrente continua

Na maioria dos motores eltricos de corrente contnua, ou CC, o rotor um eletrom que gira entre os plos de ms permanentes estacionrios. Para tornar esse eletrom mais eficiente o rotor contm um ncleo de ferro, que torna-se fortemente magnetizado, quando a corrente flui pela bobina. O rotor girar desde que essa corrente inverta seu sentido de percurso cada vez que seus plos alcanam os plos opostos do estator. O modo mais comum para produzir essas reverses usar um comutador (figura 5).

Figura 5A corrente flui ora num sentido ora no outro, no rotor desse motor CC, graas s escovas de metal. Essas escovas tocam o comutador do rotor de forma que a corrente inverte seu sentido a cada meia volta do rotor.

Em sua forma mais simples (figura 6), um comutador apresenta duas placas de cobre encurvadas e fixadas (isoladamente) no eixo do rotor; os terminais do enrolamento da bobina so soldados nessas placas. A corrente eltrica chega por uma das escovas (+), entra pela placa do comutador, passa pela bobina do rotor, sai pela outra placa do comutador e retorna fonte pela outra escova (-). Nessa etapa o rotor realiza sua primeira meia-volta. Eis um visual completo:

Figura 6Nessa meia-volta, as placas do comutador trocam seus contatos com as escovas e a corrente inverte seu sentido de percurso na bobina do rotor. E o motor CC continua girando, sempre com o mesmo sentido de rotao.

Mas, o motor CC acima descrito tem seus problemas. Primeiro no h nada que determine qual ser o sentido de sua rotao na partida, tanto poder iniciar girando no sentido horrio como no sentido anti-horrio. Segundo, que por vezes, as escovas podem iniciar tocando ambas as placas ou eventualmente nenhuma; o motor no d partida. Para que a partida se d com total confiana e no sentido certo, preciso que as escovas sempre enviem corrente para o rotor e que no ocorra nenhum curto circuito entre as placas devido s escovas.

Na maioria dos motores CC consegue-se tais exigncias colocando-se vrias bobinas no rotor, cada uma com seu par de placas no comutador. Conforme o rotor gira, as escovas suprem a corrente para as bobinas, uma de cada vez, uma aps a outra. A largura das escovas tambm deve ser bem planejada.

O rotor de um motor CC gira com velocidade angular que proporcional tenso aplicada em suas bobinas. Tais bobinas tm pequena resistncia eltrica e conseqentemente seriam percorridas por intensas correntes eltricas se o rotor permanecesse em repouso. Todavia, uma vez em movimento, as alteraes do fluxo magntico sobre tais bobinas, geram uma fora contra-eletromotriz (fcem), extraem energia daquela corrente e baixa as tenses eltricas sobre tais bobinas. O torque resultante se anular quando essa fcem se igualar tenso eltrica aplicada; a velocidade angular passa a ser constante. Em geral, carregando-se o motor (ligando seu eixo a algo que deve ser movimentado) sua rotao no varia acentuadamente, mas, uma maior potncia ser solicitada da fonte de alimentao (aumenta a intensidade de corrente de alimentao). Para alterar a velocidade angular devemos alterar a tenso aplicada ao motor. O sentido de rotao do rotor depende das assimetrias do motor e tambm do sentido da corrente eltrica; invertendo-se o sentido da corrente o motor comear a girar ao contrario.

3.1. Construo do motor DC

A figura 7 abaixo mostra um corte de uma mquina (motor/gerador) DC comercial tpica, simplificada para dar nfase s partes principais.

Figura 7O rotor consiste de:

Eixo da armadura, que imprime rotao ao ncleo da armadura, enrolamentos e comutador. Conectado mecanicamente ao eixo, temos:

Ncleo da armadura, construdo de camadas laminadas de ao, provendo uma faixa de baixa relutncia magntica entre os plos. As lminas servem para reduzir as correntes parasitas no ncleo, e o ao usado de qualidade destinada a produzir uma baixa perda por histerese (figura 7.1). O ncleo contm ranhuras axiais na sua periferia para colocao do;

Enrolamento da armadura, constitudo de bobinas isoladas entre si e do ncleo da armadura, colocadas nas ranhuras (figura 7.2) e eletricamente ligadas ao:

Figura 7. 1

Figura 7. 2 Comutador, o qual, devido rotao do eixo, providencia o necessrio chaveamento para o processo da comutao. O comutador consiste de segmentos de cobre, individualmente isolados entre si e do eixo, eletricamente conectados s bobinas do enrolamento da armadura.

O rotor da armadura das mquinas DC tem quatro funes principais:

permite rotao para ao geradora ou ao motora mecnica;

em virtude da rotao, produz a ao de chaveamento necessria para a comutao;

contm os condutores que induzem a tenso ou providenciam um torque eletromagntico e;

providencia uma faixa de baixa relutncia para o fluxo.

O estator da mquina DC consiste de:

Uma carcaa ou estrutura cilndrica de ao ou ferro fundido ou laminado. No apenas a carcaa serve como suporte das partes descritas acima, mas tambm providencia uma faixa de retorno do fluxo para o circuito magntico criado pelos;

Enrolamentos de campo, consistindo de umas poucas espiras de fio grosso para o campo-srie ou muitas espiras de fio fino para o campo-shunt. Essencialmente, as bobinas de campo so eletromagnetos, cujos ampre-espiras (Ae) providenciam uma fora magnetomotriz adequada produo, no entreferro, do fluxo necessrio para gerar uma fem ou uma fora mecnica (figura 7.3). Os enrolamentos de campo so suportados pelos;

Plos, constitudos de ferro laminado aparafusados ou soldados na carcaa aps a insero dos enrolamentos de campo nos mesmos (figura 7.3). A sapata polar curvada, e mais larga que o ncleo polar, para espalhar o fluxo mais uniformemente.

Figura 7. 3 - estator com quatro polos

O interpolo e seu enrolamento tambm so montados na carcaa da mquina. Eles esto localizados na regio interpolar, entre os plos principais, e so geralmente de tamanho menor. O enrolamento do interpolo composto de algumas poucas espiras de fio grosso, pois ligado em srie com o circuito da armadura, de modo que a fmm proporcional corrente da armadura.

Enrolamentos de compensao (no vistos) so opcionais; eles so ligados da mesma maneira que os enrolamentos do interpolo, mas esto colocados em ranhuras axiais na sapata polar.

Escovas e anis-suporte de escovas como interplos e enrolamentos de compensao so partes do circuito da armadura. As escovas so de carvo e grafito, suportadas na estrutura do estator por um suporte tipo anel, e mantidas nos suportes por meio de molas, de forma que as escovas mantero um contato firme com os segmentos do comutador. As escovas esto sempre instantaneamente conectadas a um segmento e em contato com uma bobina localizada na zona interpolar.

Detalhes mecnicos - Mecanicamente conectados carcaa esto os suportes contendo mancais nos quais o eixo da armadura se apia, bem como os anis-suporte de escovas em algumas mquinas.

As conexes eltricas da mquina DC so mostradas nas duas figuras seguintes (8 e 9). A primeira mostra as conexes de campo-shunt no qual os enrolamentos do campo esto em paralelo com o circuito da armadura. A ltima mostra a conexo do campo-srie na qual o enrolamento de poucas espiras com fio grosso do campo-srie esto localizados nos plos principais e ligados em srie com o circuito da armadura. Note-se que os enrolamentos de compensao e interplos, se empregados, so sempre parte do circuito da armadura, bem como as escovas. Note-se tambm que as conexes do campo-shunt da figura abaixo empregam o reostato de campo no circuito de campo.

Figura 8

Figura 9 mais importante observar que a mquina DC da figura 9 pode ser usada universalmente e operar seja como mquina DC ou CA, ou ambas, como no caso do motor universal. Realmente, o termo maquina DC e uma denominao imprpria. A maior parte dos geradores e motores DC empregam a construo mostrada aqui e as conexes eltricas das figuras acima. Existem tambm mquinas que combinam as conexes de campo mostradas, criando as mquinas compostas.

3.2. Campos e circuitos magnticos do motor CC

Todas as mquinas, qualquer que seja o tipo ou propsito, requerem:

(1) um enrolamento cuja a funo produzir um campo magntico;

(2) um enrolamento com condutores conduzindo corrente; e

(3) um meio de proporcionar movimento relativo entre (1) e (2).

Figura 10A figura 10 acima mostra a distribuio de fluxo produzida pelo estator de quatro plos na armadura rotativa de uma mquina DC. Esteja a mquina operando como motor ou como gerador, o nico fluxo til para a ao motora ou geradora o que liga ambos os condutores, do campo e da armadura, simultaneamente. Este fluxo, denominado de fluxo mtuo ou (m mostrado na Figura abaixo, como produzido pelo enrolamento de campo em torno dos ncleos polares. Laos completos do circuito magntico so formados, passando do plo norte, atravs do entreferro, para concatenar com os condutores da armadura, de volta atravs do entreferro at o plo sul, e retornando atravs da carcaa ao plo norte original. Como h uma relutncia dupla do entreferro no circuito do fluxo mtuo (e o comprimento do entreferro varia nas mquinas comerciais de 1/16 a 1/4 de polegada), existe a possibilidade de um circuito magntico mais curto (ou fluxo de disperso no-mtuo), que no concatena simultaneamente campo e armadura. Uma faixa de fluxo disperso pode ser estabelecida diretamente do plo norte ao plo sul, ou de um dado plo carcaa, como se mostra pelo fluxo de disperso designado por (f mostrado na figura anterior.

Os condutores que giram e conduzem corrente, devido natureza do enrolamento da armadura, tambm tendem a produzir um fluxo de disperso na armadura, mostrado na Figura a seguir, particularmente na poro da bobina que no est engastada no ferro da armadura. Assim, ambos os enrolamentos, de campo e da armadura, tendem a produzir fluxos dispersos que so independentes do fluxo mtuo ou no entreferro.

Figura 113.2.1. Reatncia da armadura

Dos dois fluxos de disperso, o fluxo de disperso do campo de menor significado. A perda do fluxo de campo criada pela disperso pode ser compensada pelo incremento da intensidade do campo. Alm de reduzir levemente o fluxo mtuo, o fluxo de disperso polar apenas afeta a operao da mquina durante os perodos transitrios, tais como partida ou mudana nas condies de carga.

O fluxo de disperso da armadura de maior importncia, pois responsvel pelo efeito denominado reatncia de disperso da armadura ou, simplesmente, reatncia da armadura. A reatncia da armadura varia, numa dada mquina, apenas com a corrente da armadura, pois produzida pela corrente desta e abraa apenas os condutores da armadura. A reatncia da armadura simplesmente um efeito devido indutncia prpria do condutor da armadura, e observada, apenas, quando a corrente atravs do condutor est variando. Na mquina DC, a corrente no condutor da armadura (ignorando transitrios) muda apenas durante o perodo de comutao, quando inverte a direo da corrente nos condutores. A fem de autoinduo, criada pela comutao dos condutores, d origem necessidade dos plos de comutao ou interplos na mquina DC. Isto ser explicado de uma melhor forma a seguir.

3.2.1.1. Efeito da fmm de armadura

A figura 12 mostra a seco transversal de uma maquina cc de 2 plos.

Seco transversal de uma maquina cc de dois plos.

Figura 12As escovas so posicionadas de modo que a comutao ocorre quando os lados da bobina esto na zona neutra, ou seja, a meio caminho entre os plos do campo.

A figura 13 mostra este enrolamento desenvolvido no plano.

Figura 13Para uma maquina com escovas na posio neutra, a forma de onda de fmm real aproximadamente triangular tracejado na figura 14 onde a parte positiva de uma ordenada indica linhas de fluxo deixando a armadura (figura 15).

Distribuies da densidade de fluxo da armadura, do campo principal, e distribuio resultante, com escovas na posio neutra.

Figura 14Este efeito da fmm chamada reao da armadura por magnetizao transversal. Quando os enrolamentos de campo e armadura so ambos excitados, a distribuio de induo magntica resultante no entreferro da forma dada pelo trao cheio da fig. 5.3. A distoro da distribuio de fluxo pela reao da armadura pode ter uma influencia prejudicial sobre a capacidade de comutar a corrente.

Fluxo com somente a armadura excitada e escovas na posio neutra

Figura 15

Quando o plano neutro est na vertical a comutao ocorre quando a tenso entre os segmentos do comutador zero. Com o deslocamento haver tenso diferente de zero. Isto implica em corrente circulando entre os segmentos curtocircuitados durante a comutao (veja figura 18).

3.2.2. Comutao e interplos (pendncia)

Na figura 6 ao final do perodo de comutao, a corrente da bobina precisa ter o mesmo valor mas sentido oposto a do inicio.

Uma variao linear de corrente com o tempo na bobina em comutao o ideal (figura 16).

Figura 16O principal fator eltrico que atua contra esta linearidade a indutncia na bobina. A tenso de auto induo na bobina comutada e a tenso de induo mtua de outras bobinas passando por comutao ao mesmo tempo, se opem a mudanas na corrente na bobina comutada. A soma destas duas tenses e chamada tenso de reatncia. Outro fator no processo de comutao a tenso induzida na bobina curtocircuitada.

Para ajudar na comutao esta tenso tem que se opor tenso de reatncia. A induo magntica apropriada introduzida na zona de comutao por meio de plos pequenos e estreitos plos colocados entre os plos principais. Estes plos auxiliares so chamados interplos ou plos de comutao. A figura 17 mostra o mapa do fluxo produzido quando excitados. A polaridade de um plo de comutao precisa ser a do plo principal imediatamente precedente.

Figura 17A fmm de interpolo precisa ser suficiente para neutralizar a fmm de magnetizao transversal da armadura na regio interpolar, mas tambm suficiente para fornecer a induo magntica necessria para que a tenso na bobina de armadura curtocircuitada cancele a tenso de reatncia. Como a fmm de armadura e a tenso de reatncia so proporcionais a corrente de armadura, o enrolamento de comutao precisa ser ligado em serie com a armadura.

3.2.3. Problemas com a comutao

Uma limitao no funcionamento de uma maquina cc a capacidade de transferir a corrente de armadura atravs do contato de escovas no comutador, sem o aquecimento das mesmas e sem faiscamento (ocasionando corroso, desgaste e queima do cobre e do carvo).

Quando as bobinas comutadas so curto circuitadas pelas escovas produzem-se arcos e surtos de tenso nas escovas, o que diminui a vida til das escovas e do comutador.

Condies mecnicas para o desgaste: trepidao das escovas, comutador spero, irregular ou gasto.

As condies eltricas so devido a dois fatores j sabidos: a fmm de armadura e a onda de fluxo resultante. Portanto a distribuio do fluxo importante para a comutao satisfatria.

O processo de reao da armadura mostrado na figura abaixo. Na figura 18a mostra o fluxo uniformemente distribudo e o plano magntico neutro na vertical. Na figura 18b ilustrado o efeito do entreferro nas linhas de campo.

Figura 18Uma corrente circulando na armadura produz um campo magntico, conforme 18c. 18d mostra as linhas de campo produzidas pela armadura e pelo enrolamento de campo. Assim os fluxos devido ao campo produzido pela armadura e pelo enrolamento de campo se interagem provocando uma rotao do plano magntico neutro, conforme 18e.

Quando o plano neutro est na vertical a comutao ocorre quando a tenso entre os segmentos do comutador zero. Mas com o deslocamento haver tenso diferente de zero quando ocorrer a comutao. Isto implica em corrente circulando entre os segmentos curto circuitados durante a comutao.

Recapitulando: na passagem pela zona neutra o sentido da corrente invertido numa bobina do rotor.

Outro efeito da reao da armadura o enfraquecimento do fluxo magntico. Quando o fluxo diminui sua velocidade aumenta e o aumento da velocidade pode aumentar a corrente de carga enfraquecendo o campo. Ocorre uma instabilidade na velocidade do motor, podendo destru-lo.

Outro problema do comutador o elevado L.di/dt que acontece quando os segmentos do comutador entram em curto durante a comutao.

Algumas solues para estes problemas podem ser vistos a seguir:

1) Deslocamento das escovas.

Deslocar as escovas acompanhando o deslocamento do plano neutro. Problemas: (a) o deslocamento do plano neutro varia com a carga, (b) agrava o problema do enfraquecimento do fluxo magntico.

2) Interplos ou plos de comutao.

Colocao de plos auxiliares entre os plos principais, mas com enrolamento em srie com o enrolamento do rotor. Os interplos no afetam o funcionamento da mquina pois so pequenos (figura 19). O interpolo gera um fluxo oposto ao gerado pela reao da armadura como j foi estudado, e devem ter a mesma polaridade do plo principal anterior.

Figura 193) Enrolamento de compensao.

Coloca-se enrolamentos auxiliares nos plos paralelos aos condutores do rotor (figura 20). O enrolamento de compensao atenua o efeito da reao da armadura mas no o L.di/dt. Portanto deve ser usado junto com interplos.

Figura 203.3. Caractersticas e aplicaes de motores DC

A discusso das aplicaes de mquinas DC envolve uma recapitulao dos aspectos principais das caractersticas de desempenho das mquinas, junto com a avaliao econmica e tcnica da posio da mquina com relao aos dispositivos de converso de energia competitivos. Para mquinas DC em geral, sua destacada vantagem est na sua flexibilidade e versatilidade. A principal desvantagem provavelmente o investimento inicial. Contudo, as vantagens de motores DC so tais que eles retm uma posio competitiva forte em aplicaes industriais.

Os trs mtodos mais comuns de controle de velocidade de motores DC so: ajuste do fluxo, usualmente por meio de um reostato de campo de derivao; ajuste da resistncia associada ao circuito de armadura; ajuste da tenso terminal de armadura.

Existem trs tipos diferentes de motores DC quanto a construo :

3.3.1. Motor Srie

Abaixo mostrado o circuito equivalente e as equaes:

O motor de campo srie tem como principais caractersticas a velocidade inversamente proporcional a carga, variaes de velocidade adquirida atravs do controle de velocidade: por meio de reostato srie, torque de partida muito elevado, onde a velocidade varivel, ajustvel, satisfatria.

Para prevenir sobrevelocidade, as cargas mais leves no devem ser inferiores a 15 ou 20% do torque a plena carga.Com essas caractersticas o motor de campo srie utilizado em aplicaes como: Guindastes, elevadores e cargas tipo traoNo permitida operao em vazio, pois isto poder ocosionara sada das bobinas do motor das ranhuras e assim sero destrudas.

Para operao segura do motor nunca desacopl-lo de sua carga, alertando que acoplamentos a correia no devem ser usados para evitar a possibilidade de escorregamento.

3.3.2. Motor de campo em derivao

Abaixo mostrado o circuito equivalente e as equaes:

O motor com campo em derivao equipamento com um enrolamento de compensao de resistncia desprezvel, de forma que o efeito da desmagnetizao do enrolamento de armadura essencialmente neutralizado. A variao de velocidade do motor que ocorre a medida que a carga muda o valor nominal a em vazio chamada de regulao de velocidade (RV).

Este tipo de motor possui as seguintes caractersticas: corrente de campo constante,controle de velocidade sobre uma ampla faixa de controle do campo derivao. Assim, utilizado em bombas centrfugas, ventiladores, ventoinhas, prensas de impresso, ou seja, velocidade constante que requeiram torque de partida mdio.

O motor derivao a corrente de campo constante funciona a uma velocidade levemente em queda, mas quase constante, conforme carga aumentada, sendo o conjugado quase proporcional corrente de armadura; igualmente importante, entretanto, o fato de que sua velocidade pode ser controlada sobre amplas faixas por controle do campo derivao ou controle da tenso da armadura, ou combinao de ambos.3.3.3. Motor de campo composto

Neste tipo de mquina as conexes ao enrolamento de campo srie so tais que o fluxo de campo srie soma ao fluxo de campo em derivao.Tendo aplicaes em bombas de suco, mquinas de cortar, britadeiras prensas de perfurar, pois possui como principais caractersticas: torque de partida elevado e velocidade moderadamente constante.

Abaixo mostrado o circuito equivalente e as equaes:

3.3.4. Motor de campo com Im Permanente

Utilizado em veculos motorizados, devido a disponibilidade de bateria recarregvel. Desempenha tarefas como acionar limpadores pra-brisas, ventiladores, vidros eltricos, condicionadores de ar e antenas de rdio.

Trs tipos de materiais de construo: im de alnico, im cermico (ferrita) ou ims de terras raras.

Suas caractersticas so a elevada densidade de fluxo residual e grande fora coersiva. Desvantagens para valores nominais de alguns HPs: Desmagnetizao dos ims permanentes com valores excessivos de corrente de armadura.

Em virtude de sua habilidade para trabalhar com pesadas sobrecargas de conjugado, e de amortecer a sobrecarga de potncia associada por meio de uma queda de velocidade, e em virtude de sua habilidade de sustentar severos regimes de partida, o motor srie melhor adaptado a elevadores, guindastes, e cargas tipo trao.

Sua habilidade quase sem rival neste aspecto. As variaes de velocidade so conseguidas usualmente por controle de resistncia de armadura. Em alguns casos, o motor de induo de rotor enrolado com controle por resistncia de rotor compete com o motor srie, mas o argumento principal a disponibilidade e o custo de uma fonte de potncia em CC, em lugar das caractersticas prprias do motor.

Os motores compostos com um forte campo srie tm caractersticas de desempenho prximas daquelas dos motores srie, exceto que o campo de derivao limita a velocidade em vazio em valores seguros; aplicam-se, portanto, as observaes gerais de motor srie. Os motores compostos com enrolamentos srie mais fracos no raramente encontram competio por parte de motores de induo de gaiola com rotores de alta resistncia assim chamados motores de alto escorregamento. Ambos os tipos de motores provem uma caracterstica velocidade-carga inclinada, tal como desejvel, por exemplo, quando so usados volantes como equalizadores de carga para suavizar picos intermitentes de carga. Uma completa comparao econmica dos dois tipos competitivos deve considerar o custo inicial, usualmente mais alto de uma instalao de motor composto, o custo das perdas, usualmente mais alto no motor de induo de escorregamento.

Devido simplicidade, baixo custo e robustez do motor de induo de gaiola, o motor derivao no est em uma posio competitiva favorvel para servios de velocidade constante, exceto em baixas velocidades onde se torna difcil e caro construir motores de induo de alto desempenho com nmero de plos exigido. A comparao, nestas baixas velocidades, freqentemente entre motores sncronos e motores DC. A caracterstica importante do motor derivao sua adaptabilidade a servios de velocidade ajustvel, por meio de controle por resistncia de armadura para velocidades abaixo da velocidade de campo pleno, e controle por reostato de campo para velocidades acima da velocidade de campo pleno, ou controle de tenso de armadura, ou Ward-Leonard, para velocidades abaixo (e, s vezes, algo acima) da velocidade de tenso normal e campo pleno. A combinao de controle de tenso de armadura e controle de campo paralelo, juntamente com a possibilidade de enrolamentos de campo adicionais no motor ou no gerador associado para prover caractersticas especiais, d aos motores DC, um invejvel grau de flexibilidade. Os retificadores controlados de estado slido e os geradores DC tipo controle tambm reforam a posio competitiva de mquinas DC, quando importante o controle completo do funcionamento.

Deve ser enfatizado que a escolha do equipamento para uma determinada aplicao, para mquinas de velocidades ajustveis, raramente uma questo predeterminada ou para ser decidida a partir de uma simples lista de vantagens e desvantagens. Em geral, deve ser feita uma comparao especfica, quantitativa, econmica, tcnica de todas as possibilidades. Deve ser dada ateno aos detalhes de respostas transitria e dinmica. As condies locais e as caractersticas do equipamento movido (potncia mecnica constante, conjugado constante, ou exigncias de potncia mecnicas varivel e conjugado varivel) sempre tm um papel importante. Deve-se lembrar que estudos comparativos de custo e caractersticas de motores so baseados na combinao de motor e equipamento de controle, pois o ltimo tem uma parte importante na determinao do desempenho do motor sob condies especficas, e representa uma poro do custo inicial total, de modo algum desprezvel. Os equipamentos de controle, e facilidade do controle, fazem das mquinas DC os versteis dispositivos de converso de energia que elas so.

4. Concluso

As mquinas de corrente contnua so, em geral, muito mais adaptveis a servios de velocidade controlvel do que as mquinas AC, que so associadas a um campo girante de velocidade constante. Sem dvida, a adaptabilidade de motores DC ao ajuste de velocidade de funcionamento, em amplas faixas e por uma variedade de mtodos, uma das razes importantes para a forte posio competitiva da maquinaria DC em aplicaes industriais.

Portanto, tornam-se indispensveis os dispositivos que facilitam o controle destes motores de corrente contnua, como o caso do CI MC33030 que para usado para controle de servo posicionamento e que tambm pode ser utilizado para controle de direo de motores DC.

Bibliografia

FITZGERALD, A. E. - Mquinas Eltricas, 1 Ed. Ed. McGraw-Hill.

KOSOW, Irving I. - Mquinas Eltricas e Transformadores, 10 ed. Ed. Globo

Manuteno de motores DC - ABB

http://www.feiradeciencias.com.br/sala22/motor_teoria1.aspPAGE 20