Principio Maquina CC-Impressao

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Máquinas de Corrente Contínua Utilizado em aplicações onde se requeiram 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 controlabilidade dada a interdependência entre velocidade e torque. Têm sido substituídas pelas máquinas em corrente alternada associadas à eletrônica de potência associadas à eletrônica de potência 1 Regra da Mão Direita F=qv x B A força é tem direção saindo da palma da mão 2 Interação Magnética com Cargas em Movimento 3 Cargas Positivas Movendo-se em um Condutor Estacionário 4

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Page 1: Principio Maquina CC-Impressao

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

1

Regra da Mão Direita

F=qv x B

A força é tem direção saindo da palma da mão

2

Interação Magnética com Cargas em Movimento

3

Cargas Positivas Movendo-se em um Condutor Estacionário

4

Page 2: Principio Maquina CC-Impressao

Bobina Girando em Campo Magnético

Uma bobina Duas bobinas

5

Força Eletromagnética

Força de Lorentz em um condutor:

Regra da mão direitailxBF =

g

6

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

7

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

8

Page 3: Principio Maquina CC-Impressao

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

9

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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Page 4: Principio Maquina CC-Impressao

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.

14

Máquina de CC com Vários Polos

Multi Polos

15

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

Page 5: Principio Maquina CC-Impressao

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

18

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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Page 6: Principio Maquina CC-Impressao

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

23

tensão de armadura.

Comutação

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Page 7: Principio Maquina CC-Impressao

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

Page 8: Principio Maquina CC-Impressao

Reação de Armadura

29

Fmm da Armadura

Reação de Armadura

30

Fmm Resultante no Entreferro

Reação de Armadura

31

Interpolos

32

Page 9: Principio Maquina CC-Impressao

Máquina Multipolar

33

Conecções da Máquina CC

34

Máquina CC com Excitação Composta

35

Máquina CC com Excitação Composta

36

Page 10: Principio Maquina CC-Impressao

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