o Olá a todos eu sou Marco Aurélio e vamos dar continuidade ao nosso curso de conversão eletromecânica de energia até a aula de hoje Vimos a máquina CC operando como gerador de corrente contínua A partir dessa aula vamos ver a máquina CC operando como motor e bora para aula e [Música] e as principais aplicações do motor de corrente contínua atualmente são voltadas tanto nas indústrias conta na residência nas indústrias temos os motores de Alto torque de partida os motores muitas vezes chamado motor série por causa da ligação das bobinas da marca nas resistência encontramos muito
o motor Universal na verdade é a mesma máquina com a mesma característica construtiva porém ela funciona em corrente alternada e tô pensando numa máquina Elétrica A ideia é eu vou entrar com energia elétrica e tirar energia mecânica qual equação fundamental que eu vou me preocupar a corrente no condutor na presença do campo vai gerar uma força nós precisamos lembrar de um detalhe aqui a regra da mão direita vamos usar para compreender todo o funcionamento da máquina 1 nós vamos ter que observar aqui a regra da mão direita onde a corrente está no indicador o campo
no dedo médio e a força no dedão partindo desse princípio e usando a mesma máquina lembre o seguinte a máquina CC é a mesma ela pode funcionar como gerador foi o caso que vimos e ela pode funcionar como um motor Então temos que analisar que eu preciso que do meu campo magnético já sei que eu vou tirar lá da minha bobina de Campo preciso de um condutor já sei que vai ser aquele condutor que tá no rotor da máquina e precisa injetar ali uma corrente elétrica Então vamos analisar aqui o perfil frontal da máquina CC
e vamos compreender como conseguimos a energia mecânica e vamos observar o seguinte primeiro precisamos produzir o campo principal da máquina já sabemos aonde vamos produzir este Campo vai ser do estator da máquina vou aplicar uma tensão na minha bobina de campo e vou obter o campo principal da marca Eu puxei aqui meus filhos lá na máquina é o borne se e o borne de neste ponto vou aplicar a minha atenção ver tensão de Campo vai circular uma corrente corrente e f por sobre a bobina da volta lá atrás corrente de Campo a corrente então produz
o nosso fluxo magnético e também lá da regra da mão direita um detalhe importante que vamos lembrar que já foi discutido em aulas anteriores é o caminho do fluxo aqui no entreferro entre o estator eo rotor ele faz o caminho de menor relutância sempre entrando na superfície do rotor da máquina fazendo um ângulo de 90 graus isso é muito importante onde meu condutor tiver quando eu falo aqui embaixo da polar o campo magnético sempre vai entrar fazendo um ângulo de 90 graus isso é muito importante e pronto a primeira parte aqui resolvida tenho meu campo
magnético e o meu condutor aqui é o condutor da armadura e agora preciso injetar uma corrente né E como que eu vou fazer hora se eu já estou aplicando uma tensão contínua aqui eu simplesmente vou ligar diretamente na escova não preciso de uma outra fonte então vou fazer essa conexão aqui eu apliquei atenção produzir o campo principal apliquei atenção também nas escovas que que eu fiz liguei a bobina do rotor em paralelo com a bobina de Campo da máquina vai circular uma corrente a corrente no rotor nós chamamos de corrente de Armadura i.a. ver vai
passar pela escova e vai entrar no rotor da máquina sentido da corrente entrando no rotor da máquina vai dar a volta lá por trás e vai sair neste ponto sentido da corrente saindo e vai retornar e eu puxar aqui os fios eu botei minha corrente e ele indo em direção voltou ela vai se dividir vai para o campo da máquina e vai para a armadura da máquina a corrente entrando da regra da mão direita o campo para direita vai produzir uma força para baixo a corrente saindo campo para direita vai produzir uma força para cima
a força nesse sentido a outra força nesse sentido o rotor ele tem um raio a força vezes o raio vou produzir um toque e a máquina vai começar a girar vamos analisar a máquina em todos os pontos Quando ela começar a girar quando as escovas fizerem curto-circuito no anel coletor e quando houver a comutação mas antes de chegar lá observe a seguinte situação veja no entreferro no ar sempre meu campo magnético faz 90 graus comeu condutor lembre que eu possa representar o fluxo pela minha densidade de Campo como meu condutor vai estar sempre fazendo um
ângulo de 90 graus com meu campo magnético eu posso reescrever essa equação como e a gente sabe que o condutor ali vai ser sempre perpendicular Ao caminho do campo magnético então podemos retirar que o produto vetorial e ainda como o fluxo também é sempre perpendicular à superfície do rotor então podemos colocar aqui o nosso campo em função do fluxo e ainda nós sabemos que o torque é o raio vez a força e em qualquer instante de tempo a nossa força vai ser sempre induzida fazendo uma tangente com o rotor da máquina ou seja vai ser
sempre induzida perpendicular ao raio da máquina então e observe o torque é o raio vez a força substituindo a força e nesta equação chegamos a essa equação de torque Observe que R é função da máquina da construção da máquina L é função da construção da máquina eap é função da construção da máquina então podemos chamar skin de característica construtiva da mesma equação de tensão induzida esse é o nosso cá que definimos o atrás por final Então a nossa equação do torque e fica e onde a é a corrente de armadura e no estator eu vou
lá aplicar VF o circula e f e produz o meu campo magnético o novo motor através das escovas Eu Vou picar a minha atenção VT Lembrando que a mesma de bf eu vou usar a mesma atenção e vamos denominar cada uma das partes da máquina vou chamar que escova a escova B eu vou chamar aqui o condutor que está perpendicular Ao caminho do fluxo lembre apenas no condutor perpendicular Ao caminho do fluxo tanto condutor do fundo do rotor Quando o condutor que passa aqui não é induzido a força porque está paralelo ao caminho do fluxo
vamos identificar este condutor é identificado os condutores vou fazer o seguinte aplicamos uma tensão VT O que ocorre o circula uma corrente e a e passa pela escova e vai entrar no rotor da máquina por este condutor corrente interno Deu a volta por trás vai sair por esse lá da regra da mão direita corrente entrando cam para direita vai aparecer uma força para baixo o bicho lado corrente saindo campo para a direita força para cima e lembrando lá que conseguimos colocar a força em função do torque O que ocorre quando eu tenho torque Vai Girar
o rotor da máquina no sentido horário e vamos ficar por enquanto neste instante T1 hora que a máquina e começou a girar o que vimos lá atrás condutor em movimento na presença do campo gera uma tensão então vamos lá temos que relembrar da regra da mão direita para atenção a velocidade no sentido horário campo para direita dedão saindo da tela Polo positivo em a a velocidade no sentido horário campo para direita dedão entrando para dentro da tela o polo negativo em B e observe aparecendo uma atenção a minha corrente vai começar a diminuir e agora
vamos analisar um instante t2i Olá neste momento aqui vai ser um caso especial e observe que quando eu aplico VT as escovas estão fazendo curto-circuito com meu anel coletor o ou seja e não haverá corrente circulando para dentro do rotor da máquina e o torque induzido seria 01 e haverá na verdade aqui um faz camento Observe que mesmo que houvesse corrente circulando seja entrando na tela ou saindo da tela a força induzida estaria no mesmo sentido do raio o torque induzido seria zero e como a máquina iniciou-se o movimento e vai haver um país camento
e ela passará deste ponto por inércia e atingindo o instante t três Então qual é o condutor que tá neste momento aqui e quando passar para o T3 será em resumo como fica a situação e P2P e observe que as escovas fazem curto-circuito nos anéis coletores a um país camento este país camento aqui é corrigido acrescentando mais segmentos e mais bobinas no rotor da máquina e vai ser deixado um exercício sobre isso mais à frente Mais um ponto importante aqui além do toque se quiser por não ter se corrente circulando ou mesmo que tivesse seria
zero pois a força estaria na mesma direção do raio a minha tensão induzida interna também é zero porque o que o campo aqui está alinhado com a velocidade a mesma análise que fizemos a lá atrás para o gerador E no caso aqui o ômega é diferente de zero por inércia e vamos analisar um instante de tempo T3 E agora o que temos o condutor R1 linha passou para o lado direito Veja a escova a eu pegava Qual o condutor R1 agora escovar pega um condutor R1 minha eu como they eu troquei a escova a escova
passa pegar o outro condutor Oi e aí vai manter que situação aplicando VP vai circular uma corrente a corrente entra pela escova passa por R1 dá a volta e sai do lado de cá no condutor R1 linho corrente entrando no condutor R1 corrente saindo Qual o sentido da força e veja montei minha força no mesmo sentido no sentido horário e da mesma forma que no instante T1 eu tenho o rotor girando condutor em movimento na presença do campo surge uma benção um polo positivo em a regra da mão direita e polo negativo em B e
observe que a máquina vai acelerando o tempo todo Enquanto isso a tensão aplicada é constante a minha atenção interna só vai aumentando Ou seja a minha corrente induzida de Armadura só vai diminuindo e enquanto a máquina vai aumentando a velocidade a minha corrente só vai diminuindo se a minha corrente vai diminuindo a minha força vai diminuindo meu torque vai diminuindo Até que a minha atenção entrar na induzida seja igual a tensão aplicada minha corrente vai ser zero meu torque vai ser zero é sempre bom relacionar corrente com torque corrente zero torque zero meu torque a
zero a importante aceleração é zero aceleração 0 velocidade constante vamos escrever um resumo aqui É apenas para finalizar então com aumento do Omega meu é a continuar aumentando até que é a fica igual a tensão aplicada aí a corrente vai ser zero o torque zero e a velocidade constante Mais um ponto a se destacar E para finalizar é que quando circula corrente pelo rotor vamos lembrar que a corrente circulando pelo rotor também produz um campo é aquele campo de reação de Armadura como eu tenho campo de reação de Armadura ele desvia meu campo principal ele
enfraquece meu fluxo principal ele desvia o plano magnético neutro a todos esses problemas são corrigidos em máquinas maiores com os interpolos ou ser mesmo para os motores é importante termos os interpolos para corrigir o problema de reação de Armadura em máquinas menores muitas das vezes elas convivem com este problema de reação de Armadura já que não danificam e não causam tanto problemas na máquina e como poderíamos aqui traçar um perfil do torque pelo tempo nesta máquina E no instante T1 enquanto estiver embaixo da polar torque máximo e em T2 ouvir o custo não a torque
neste caso para máquina com dois segmentos de anel coletor e apenas uma espira no rotor da máquina a gente haverá torque sendo em alguns toques zero havendo um curto-circuito em um país casamento não haveria vibração aqui na máquina e esse problema vai ser resolvido colocando mais espiras no rotor da marca nós podemos analisar agora também a mesma situação do ponto de vista do circuito elétrico equivalente da máquina E aí e veja a máquina é a mesmo então circuito elétrico equivalente é o mesmo do gerador tão aqui a gente tem o rfm.fr a o que ocorre
vou aplicar tensão eu apliquei tensão VT circula corrente e l que se divide em Corrente de Campo esta corrente de Campo produz o fluxo principal da máquina Oi e essa tensão repare com a máquina parada é Cafe Ômega como Ômega é zero na partida tão a minha atenção interna induzida é zero todo VT tapo sobre o é a r a vai fazer circular uma corrente e a se eu tenho a corrente ar e eu tenho campo magnético eu tenho meu torque que vai fazer girar a máquina e com a máquina girando Vimos que a induzido
uma atenção Essa é a CAF Ômega enquanto tem torque vai aumentando a velocidade porque eu tenho aceleração então meu é a vá aumentando Quanto que vale a minha corrente do circuito ver ter menos é a sobre a a minha corrente e a vai diminuindo corrente de um minuto torque diminuindo enquanto tem torque tem aceleração velocidade só aumentando o meu é a só aumentando até qui e a igual a zero Thor quiser velocidade constante vou colocar este resumo aqui e na partida meu homem ganhe é zero então eu não tenho tensão induzida E aí o que
ocorre eu jogo direto VT em cima do meu RCA E lembrando que a resistência do rotor normalmente é uma Resistência é pequena porque é uma um fio de fio mais grosso e ocorre que resistência à baixa então jogo VT direto em cima de ar vou ter uma corrente bem elevado então na partida se eu tenho uma corrente bem elevado eu também tenho um torque bem elevado essa corrente elevada ela tem que ser controlada na máquina 1 e observe toda mesmo análise anterior então torque me dá uma aceleração vai me dar uma velocidade com a velocidade
aumenta ou é a até que o é a seja VT Quando é a igual a VP minha corrente no rotor e 01 torque zero aceleração 0 que velocidade constante finalizando suponha a situação seguinte nós fomos lá aplicamos VT produzimos o campo a máquina deu partida e chegou na sua velocidade final Omega M constante agora vou colocar uma carga no eixo da máquina o que que é carga no eixo uma carga mecânica E se eu colocar uma carga mecânica no eixo da máquina vai pesar o eixo da máquina a máquina o que que acontece Vai Girar
com uma velocidade menor vai tender a frear então quando eu coloco o carga no eixo da máquina a minha velocidade diminuir e fêmea a Velocidade diminui Lembrando que me a tensão aplicada é sempre constante A Minha Velocidade diminui Minha tensão aplicada é constante então meu fluxo é constante a minha atenção interna diminui se a tensão interna gerada diminui o que que surge na máquina novamente a minha corrente se minha corrente aumenta surge o torque até que o torque induzido na máquina seja igual ao torque de exigido pela carga o torque resultante vai ser zero aceleração
0 velocidade constante menor do que a anterior então vamos deixar um resumo aqui é feita a análise como ficaria uma característica Terminal da máquina Lembrando que a característica terminal de um motor é a sua potência mecânica potência mecânica é torque vezes velocidade Então como que ficaria a curva torque e velocidade E aí e observe então que o Thor está totalmente relacionado com a corrente e toda vez que eu coloco uma carga mecânica no eixo da máquina sua Velocidade diminui sua Velocidade diminui a sua corrente aumenta o que vai limitar o torque da máquina é justamente
A corrente elétrica que circula pelo rotor da máquina bom então a máquina é projetada para aguentar aquela carga mecânica é suponha como exemplo com portão elétrico de algum prédio aquele motor foi feito para puxar aquele no portão naquela determinada velocidade caso venha uma criança por exemplo e pendurar no portão enquanto ele tá abrindo é a velocidade do portão diminuir a velocidade do portão diminui o que aumenta a corrente como a máquina foi feita só para sustentar o portão EA corrente aumentou provavelmente a bobina do rotor pode não aguentar o sobre aquecer a bobina do rotor
vai começar apertar o isolamento e poderá haver um curto foi a máquina queima vamos deixar agora um exercício que é para analisarmos aquela situação em que eu tenho um problema de faz camento devido o curto entre os dois segmentos do anel coletor eu fico Então como exercício esboçar aqui a curva torque pelo tempo para comutação com quatro segmentos Observe que quando nesse segundo. A escova B tá fazendo curto-circuito entre este segmento em azul e e três segmento e amarelo verão são dois circuitos separados aqui eu não vou ter problema de faiscamento o mesmo ocorre na
escova aqui e ele curte se cuida esse segmento amarelo e este Azul unha azul é uma bobina em amarelo e outro bobina Então observa este tipo de configuração eu já conseguiria evitar faiscamento eu quero que vocês Observe como que ficaria a característica torque pelo tempo aqui da máquina um bom estudo a todos e até uma próxima aula E aí
