Reversão de Velocidade motor serie
Por: elton_lf • 26/6/2018 • Trabalho acadêmico • 2.530 Palavras (11 Páginas) • 664 Visualizações
1 – Introdução Teórica
O motor de corrente contínua possui um princípio de funcionamento baseado na lei de Laplace ([pic 1]), a qual refere que um condutor de comprimento L percorrido por uma corrente I e imerso em um campo magnético é sujeito a uma força de intensidade F. O sentido dessa força define o sentido de deslocamento do motor (figura 1). Se ao invés de considerarmos apenas um condutor e admitirmos uma espira no interior de um campo magnético e percorrida por uma corrente verificaremos que, segundo o princípio, esta girará sobre o seu eixo, sendo o seu movimento devido ao binário de rotação criado pelos condutores, como pode ser visto na figura 2.
[pic 2] | [pic 3] |
Figura 1 | Figura 2 |
No motor de corrente contínua tipo shunt ou derivação os terminais do enrolamento de campo estão ligados aos terminais da armadura, com isso, a tensão aplicada aos dois enrolamentos é a mesma, onde apenas uma fonte faz-se necessária. Desta maneira temos o seguinte diagrama esquemático:
[pic 4]
A tensão aplicada nos terminais desse motor é então:
[pic 5]
(1)
Onde, Ec é a força contra eletromotriz [V]
ra é a resistência do enrolamento de armadura [[pic 6]]
R é a resistência externa [[pic 7] ]
La é a indutância do enrolamento de armadura [H]
Ia é a corrente de armadura [A]
Como a variação da corrente de armadura é muito rápida quando comparada com a variação de velocidade do motor, pode-se desconsiderar seu período transitório, onde La é ainda muito pequeno, dessa forma pode-se desprezar a queda de tensão devido a La.di/dt, assim a equação se resume somente a:
[pic 8]
(2)
A força contra eletromotriz no circuito de armadura é dada por:
[pic 9][pic 10]
(3)
Onde, k é uma constante
[pic 11] é fluxo eletromagnético no entreferro [Wb]
[pic 12] é a velocidade angular do motor [rad/s]
O conjugado mecânico do motor é dado por:
[pic 13]
(4)
Onde, k é uma constante
[pic 14] é fluxo eletromagnético no entreferro [Wb]
Ia é a corrente de armadura [A]
Substituindo as equações (3) e (4) na equação (2) teremos:
[pic 15], onde [pic 16]
[pic 17]
(5)
Considerando o circuito externo ao motor ligado por n resistências, estabelecemos um conjunto de estágios de velocidades que permitem a partida do motor.
Como na partida [pic 18]= 0, temos que:
[pic 19]
[pic 20], onde [pic 21]
[pic 22]
(6)
Onde, Ip é a corrente de partida [A]
Se retirarmos a resistência externa teremos: [pic 23] e na partida [pic 24], como ra é muito pequeno teremos na partida [pic 25] e [pic 26].
Então a curva que representa a resistência ra é quase paralela ao eixo M, com isso, concluí-se que é necessário dimensionar os estágios e as resistências, pois como vimos o M é proporcional a corrente de partida Ip, e com [pic 27] teremos uma corrente de partida muito grande.
A curva de conjugado versus rotação do motor corrente contínua derivação em função dos estágios de resistência é dada da seguinte forma:
[pic 28]
Determinação dos estágios de partida:
[pic 29]
Para uma quantidade n de resistências, de acordo com a montagem descrita na figura, encontra-se:
[pic 30]
[pic 31]
(7)
Onde, Iv é a corrente no instante da redução do número de estágios do reostato [A]
[pic 32] é a velocidade no instante da redução da resistência
Para a partida ser efetuada de acordo com [pic 33], utilizamos uma resistência a menos a cada estágio de velocidade. Assim, reajustando a equação anterior, teremos:
[pic 34]
(8)
[pic 35]
(9)
Assim:
[pic 36]
(10)
Fazendo a multiplicação:
[pic 37]
[pic 38]
(11)
Onde , n é o número de estágios que se deseja.
Caso o número de estágios não seja inteiro, arredonda-se para o primeiro valor inteiro superior. Se isso acontecer determinamos o novo valor de Iv.
[pic 39]
(12)
Com esses dados, determina-se os valores das resistências dos n estágios, onde:
[pic 40] e [pic 41]
(13)
Para determinação da potência do reostato são necessários os cálculos dos tempos de aceleração e da energia do sistema que são calculadas através das fórmulas mostradas a seguir.
...