máquinas elétricas i aula 13 prof.: samuel bettoni
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Máquinas Elétricas IAula 13
Prof.: Samuel Bettoni
Partida de Motores de CC
Partida de Motores de CC 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.
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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.
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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, Ra.
a
tsta R
BDVII
Onde,BD : queda de tensão nas escovasIst: corrente de partida
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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.
%78610075
590_
5902,0
2120
xA
Apercentualrelação
AR
BDVI
a
tst
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Partida de Motores de CC Exemplo 2: Motor CC independente:
5 HP ; 240V ; Ia nominal = 16,2 A; Ra = 0,73 Ω;
Para este motor
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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)
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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.
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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.
sa
ata RR
BDEVI
Onde,Rs : resistor externo
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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;
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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;
85,02,0755,1
2120
xR
I
BDVR a
a
ts
58,02,0755,1
230120
xR
I
BDEVR a
a
ats
32,02,0755,1
260120
xR
I
BDEVR a
a
ats
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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 (Ea) devido a aceleração do rotor.
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Partida de Motores de CC Abaixo é apresentado os três tipos básicos de motores CC
com o dispositivo de partida:
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Reação da Armadura
Reação da Armadura Até agora consideramos apenas que a força
magnética atuando num motor CC é devida a excitação do enrolamento de campo.
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Motor operando sem carga
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.
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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:
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Reação da Armadura O resultando desses dois fluxos atuando na
máquina é a distorção e o enfraquecimento do campo resultante.
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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.
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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.
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Reação da Armadura Enrolamento de comutação ou interpolos
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Reação da Armadura Enrolamento de compensação
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Reação da Armadura
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Referências Bibliográficas[1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; “Máquinas
Elétricas”, 6ª ed., Bookman, 2006.
[2] Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas Elétricas; Prentice-Hall; 1994.
[3] Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e Transformadores; Globo; 2005.
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