RELATÓRIO DA SEGUNDA AULA EXPERIMENTAL MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO[pic 1][pic 2]

Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho

Campus Abolicionista Joaquim Nabuco

Coordenação do Curso de Engenharia Elétrica

RELATÓRIO DA SEGUNDA AULA EXPERIMENTAL

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

ANO/SEMESTRE LETIVO: 2017.1

DISCIPLINA: ACIONAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS

PROF(A): ÉLIDA FERNANDA XAVIER JÚLIO

ALUNOS: EDIVALDO FERREIRA DOS SANTOS JUNIOR

MIRELLA ILKA PEREIRA DA SILVEIRA

 

CABO DE SANTO AGOSTINHO/PERNAMBUCO

NOVEMBRO – 2017.2

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO[pic 3][pic 4]

Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho

Campus Abolicionista Joaquim Nabuco

Coordenação do Curso de Engenharia Elétrica

RELATÓRIO DA SEGUNDA AULA EXPERIMENTAL

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

[pic 5]

CABO DE SANTO AGOSTINHO/PERNAMBUCO

NOVEMBRO – 2017.2

ÍNDICE

1         INTRODUÇÃO

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2. OBJETIVO

2        DESENVOLVIMENTO

3         CONCLUSÃO

        

1 INTRODUÇÃO

Motor de Corrente Contínua

Os motores de corrente contínua possuem grande versatilidade em seu controle da velocidade, que pode ser implementado de forma bastante simples ao se atuar no nível de tensão aplicada. Isto resultou, durante muito tempo, no uso preferencial destes motores para os processos de automação.

A sua comutação (troca de energia entre rotor e estator) pode ser através de escovas (escovado) ou sem escovas (brushless) e com relação a velocidade, o motor cc pode ser controlado apenas variando a sua tensão, diferentemente de um motor elétrico de corrente alternada (CA) cuja a velocidade é variada pela frequência. Vejamos mais a frente como funciona este tipo de motor.

[pic 6]

Fig.1: Motor CC e suas partes

Um motor CC é composto por um eixo acoplado ao rotor que é a parte girante do motor. Na Figura 1, o estator é composto por um ímã e o comutador tem a função de transferir a energia da fonte de alimentação ao rotor. Na Figura 1 é também é possível observar as partes que compõem um motor CC.

Princípio de Funcionamento

[pic 7]

Fig.2: Princípio Funcionamento Motor CC

Na Figura 2, o estator é constituído pelos ímãs (norte e sul) e o rotor é representado por uma bobina que é alimentada pelo comutador em que circula uma corrente I.

O princípio básico de funcionamento do motor CC é o seguinte: “Sempre que um condutor conduzindo uma corrente elétrica (em vermelho) é colocado em um campo magnético (em azul), este condutor experimenta uma força mecânica (em verde)” gerando o torque e o giro do eixo do motor.

Velocidade do Eixo

Um motor CC aplica uma tensão (V) para rodar um eixo a uma velocidade de rotação proporcional (ω). As especificações de velocidade do eixo geralmente se referem à velocidade sem carga, que é a velocidade máxima que o motor pode alcançar quando não há torque aplicado. Tipicamente, a velocidade do eixo é dada em rotações ou rotações por minuto (RPM). Estas rotações ou revoluções também podem ser representadas em radianos por segundo (rad/s) e para cálculos numéricos, o valor em radianos pode ser mais conveniente. A seguinte fórmula descreve a relação entre radianos por segundo e rotações ou rotações por minuto.

ωrad/s = ωrpm · (2π/60)

Para um motor CC ideal (que não possui perdas), a velocidade rotacional é proporcional à tensão fornecida, sendo:

ω = j · V

onde j é uma constante de proporcionalidade, dada em rad/(s.V).

Torque de Saída

A rotação do eixo gera uma força de rotação chamada torque (τ). O torque é dado em unidades de força-distância (lb-ft, oz-in, N-m, etc.) ele pode ser de dois tipos: torque de partida ou torque contínuo. O torque de partida é o τ no qual a velocidade do eixo é zero ou o motor está parado. Já o torque contínuo é o máximo τ em condições normais de funcionamento. Observe abaixo pela fórmula que o torque (τ) de um motor CC é proporcional à corrente de indução (I), sendo que neste caso temos a constante de torque (k). A seguinte equação descreve as relações entre torque e corrente.

τ = k · I   ou   I = τ / k

A importância da constante de torque é evidenciada na equação acima. Para um dado torque, um valor alto de k limita a corrente a um valor baixo. Esta é uma medida de eficiência, uma vez que um menor consumo de corrente significa menor dissipação de energia (calor). Conhecendo a constante de torque e o torque produzido podemos calcular a corrente através da armadura, que é utilizada para sabermos a classificação de temperatura (como será mostrado mais adiante). Como o toque é proporcional à velocidade, podemos traçar um gráfico de torque x velocidade conforme Figura 3:

[pic 8]

Fig.3: Torque x velocidade

Parâmetros de Construção

A adequação de um motor CC para uma aplicação também depende da sua construção, outro aspecto do processo de seleção. Existem vários tipos diferentes de motores de corrente contínua, cada um dos quais oferece vantagens e desvantagens com base na sua construção. Vejamos abaixo as características de cada um no que tange à construção:

        Os Motores de Derivação apresentam variação mínima de velocidade através da faixa de carga e podem ser configurados para potência constante em uma faixa de velocidade ajustável. Eles são usados para aplicações onde há necessidade de controle preciso de velocidade e torque. Na Figura abaixo você pode ver uma curva típica de velocidade x torque para um motor de derivação, onde o torque permanece relativamente constante em uma grande faixa de velocidade.