Principio Maquina CC-Impressao
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Máquinas de Corrente Contínua
• Utilizado em aplicações onde se prequeiram velocidades variáveis, frequentes partidas e paradas.
• A característica torque velocidade• A característica torque velocidade do motor varia em larga faixa mantendo uma alto rendimento.
• Máquina de alta controlabilidadedada a interdependência entre velocidade e torque.
• Têm sido substituídas pelas máquinas em corrente alternada associadas à eletrônica de potênciaassociadas à eletrônica de potência
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Regra da Mão Direita
F=qv x B
A força é tem direção saindo da palma da mão
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Interação Magnética com Cargas em Movimento
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Cargas Positivas Movendo-se em um Condutor Estacionário
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Bobina Girando em Campo Magnético
Uma bobina Duas bobinas
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Força Eletromagnética
Força de Lorentz em um condutor:
Regra da mão direitailxBF =
g
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Força eletromotriz induzida uma bobina
lvBVxy =
Onde:
Vxy é a tensão entre as escovasVxy é a tensão entre as escovas
l o comprimento dos lados da bobina
v=ω r
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v=ω.r
Femi na Máquina de Corrente Contínua
)td(tNsen1E T∫ ωωφ=
Tensão entre escovas
ωφ=ω∫ ωωφ= π N2)t(tdNsen1E
)td(tNsenT
E 0 maxa ∫ ωωφ=
Gerador cc elementar
Onde:
V é a tensão instantânea entre as escovas
ωφπ
=ω∫ ωωφπ
= max0 maxa N)t(tdNsenE
Vxy é a tensão instantânea entre as escovas
Ea = Tensão média entre as escovas
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Força eletromotriz induzida uma bobina
Tensão entre escovas em um gerador cc com uma única bobina
Femi = Blv onde v é a velocidade do condutor (ω r) no campo BFemi = Blv onde v é a velocidade do condutor (ω.r) no campo B
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Força eletromotriz induzida uma bobina
Armadura com quatro bobinas Femi na armadura com quatro bobinasArmadura com quatro bobinas q
φωπ
=ω∫ ωωφπ
= ππ N4)t(tdNsen
2/1E 2/
4/a
Ea= Tensão média entre escovas
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Máquina CC ElementarAção Geradora / Motora
• A corrente fornecida pelo gerador é produzida pelo movimento dos condutores nomovimento dos condutores no campo magnético.
• Ao mesmo tempo aparece nos condutores uma força ( Lorentz) que produz um torque se opondo ao movimento de rotação do çgerador.
• Manter o gerador funcionando faz necessário um torque no eixofaz necessário um torque no eixo da máquina que se oponha ao torque eletromagnético.
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Força Eletromotriz Induzida
• A força eletromotriz induzida nos condutores se manifestará como uma diferença de potencial entre ç pas escovas cujo valor médio será proporcional à velocidade de rotação e aovelocidade de rotação e ao fluxo polar.
φω=ω∫ ωωφ= π N4)t(tdNsen1E 2/
φω= KEa
φωπ
=ω∫ ωωφπ
= π N)t(tdNsen2/
E 4/a
Ea= Tensão média entre escovas
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Força Eletromotriz Induzida
φω= KEa
Ea= Tensão média entre escovas
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Máquina CC ElementarAção Motora
A f ã d é• A função de um motor é produzir toque eletromagnético que desenvolve uma rotação mecânica no rotor.
• A presença dos condutores no campo polar uniforme provocacampo polar uniforme, provoca uma distorção do campo. Esta interação tende a mover o condutor no sentido da regiãocondutor no sentido da região de maior densidade de fluxo para a de menor densidade.
• A força depende do campo polar e da corrente de armadura.
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Máquina de CC com Vários Polos
Multi Polos
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Multi Polos
Princípio da Máquina de Corrente Contínua
Caminho circular
Contínua
Corrente saindo da página
Corrente entrando na página
Pól l Pól tX
Força
Pólo sul Pólo norteX
Visão frontalVisão frontal Aplicando a Lei d L
Rotação em torno do eixoForça de Lenz regra da
mão direita
torno do eixoForça
Pólo sul Pólo norte
16Visão de topoVisão de topo
Princípio da Máquina de Corrente Contínua
X
Contínua
X
Força
Pólo sul X Pólo norteVelocidade angular
X
17Força nula
Gerador CC Elementar
Comutador montado sobre o eixo do rotor
Bobina da armadura
Pólo sul eixo
sobre o eixo do rotor
VTMáquinaprimária
+
primária
Pólo norteMáquina primária aciona o rotorEscovas. Fixas
no estator
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no estator
Enrolamento de campo
O ól d ã• Os pólos do campo são comumente induzidos por corrente elétrica.A t d• A corrente usada para induzir os pólos (fluxo) é chamada de corrente de campo.
• O enrolamento (bobina ou solenóide) é chamada de
l t denrolamento de campo.• O controle da corrente da
campo permite o controle da densidade de fluxo nos pólos.
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Enrolamento de armadura
• Chama-se de enrolamento de armadura ao conjunto dede armadura ao conjunto de condutores que conduzem corrente e cortam as linhas de fluxo do campo da pmáquina.
• A corrente no enrolamento de armadura é chamada dede armadura é chamada de corrente de armadura.
• A magnitude da corrente de armadura controla a forçaarmadura controla a força (lei de Lenz), e por conseguinte o torque no eixo da máquina.eixo da máquina.
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Armadura
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Comutação
•A armadura tem um eixo magnético estacionário.
•A ação do comutador garante um eixo magnético estacionário para a armadura girando.
Por formarem um ângulo de 90o os eixos magnéticos do campo e da armadura•Por formarem um ângulo de 90o, os eixos magnéticos do campo e da armadura estão desacoplados.
•Em uma máquina cc o controle do torque é desacoplado do controle de
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velocidade. O torque varia com a corrente de armadura e a velocidade com a tensão de armadura.
Enrolamento de Armadura
•A armadura tem um eixo magnético estacionário.magnético estacionário.
•A ação do comutador garante um eixo magnético estacionário para a armadura girando.
•Por formarem um ângulo de 90o os eixos magnéticos do90o, os eixos magnéticos do campo e da armadura estão desacoplados.
•Em uma máquina cc o controle do torque é desacoplado do controle de velocidade Ocontrole de velocidade. O torque varia com a corrente de armadura e a velocidade com a t ã d d
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tensão de armadura.
Comutação
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Enrolamento de Armadura
1
1212'
6
-
+
3
2
11'
72'
83'
-
+
-
+
b
a7'12 77
Escova
Condutor
5
4
3
94'
105'
-
+
-
+
-
Lâmina do coletor8
9
71
8'2
126'
115'
6
5
77
7
6116'
127'
+
-
+
- a10'
10
11
9'3
49
104'
3'
4
3
9
818'
29'
+
-
+
-
+
11'
12'
11
12
1
5
6
8
7
2'
1'
3
2
1
11
10310'
411'
5
+
-
+
-
+
1b
1
251
12512'
6
-
+
a
Enrolamento de Armadura
1
1212'
61'
-
+
3
272'
83'
-
+
-
b
a
Escova
5
494'
105'
+
-
+
-Lâmina do coletor
8
9
7' 1
8'2
126'
115'
6
7 Condutor
7
6116'
127'
+
-
+
10'
9
10
9'3
49
104'
3'
5
4
9
818'
29'
3
-
+
-
+
a11'
12'
11
12
4
5
6
8
7
3
2'
1'
3
2
11
10
12
310'
411'
5
-
+
-
+
1b
6
261
12512'
6
-
+
b
Enrolamento de Armadura
27
Reação de Armadura
28
Reação de Armadura
29
Fmm da Armadura
Reação de Armadura
30
Fmm Resultante no Entreferro
Reação de Armadura
31
Interpolos
32
Máquina Multipolar
33
Conecções da Máquina CC
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Máquina CC com Excitação Composta
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Máquina CC com Excitação Composta
36
Característica Tensão x Correntepara Máquina CC
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Motores de Corrente ContínuaForça Contra-Eletromotriz Induzida
D id i t d t ã d d• Devido ao movimento de rotação da armadura uma femi será produzida nos mesmos condutores responsáveis pela ação motora devido ao corte dasresponsáveis pela ação motora, devido ao corte das linhas de fluxo do campo no entreferro.
• Esta força contra-eletromotriz se oporá à tensão deEsta força contra eletromotriz se oporá à tensão de alimentação, e será proporcional à velocidade de rotação e ao fluxo no entreferro:
Ec=Kfw• A corrente de armadura será:
ca
EVI −=
38
aa r