Máquina De Corrente Continua

Maquinas de corrente continua

São conversores rotativos que transformam energia elétrica contínua em energia mecânica, ou vice-versa, utilizando-se dos fenômenos da indução e conjugados eletromagnéticos. Sendo assim, podem exercer uma ação geradora ou motora.

Os geradores de corrente contínua, também conhecidos por dínamos, foram amplamente empregados no passado, porém, na atualidade, sua utilização é rara, pois foram substituídos por conversores estáticos em instalações industriais.

Os motores de corrente contínua possuem características construtivas e de funcionamento que os destacam como a melhor opção para várias aplicações.

São classificados em :

Máquinas de excitação separada ou independente. Em funcionamento motor, a máquina é alimentada por duas fontes de energia separadas. Em funcionamento gerador, o indutor é alimentado por uma fonte de energia independente, não se utilizando a tensão fornecida pela própria máquina. Normalmente o indutor é alimentado por uma fonte de tensão de potência relativamente baixa.

Máquinas de excitação derivação. Nesta situação os dois enrolamentos da máquina encontram-se ligados em paralelo.

Em funcionamento motor, só é necessária uma fonte de energia. Esta fonte de energia alimenta simultaneamente os enrolamentos do indutor e do induzido. Em funcionamento gerador, parte da energia elétrica gerada no induzido é gasta na produção de fluxo no circuito indutor.

A corrente it que a máquina pede à fonte, (motor) é a soma da corrente do induzido ia e da corrente do indutor if. Normalmente a corrente if é muito menor do que a corrente ia e frequentemente confunde-se it com ia. O enrolamento de excitação (C-D) deverá suportar uma tensão elevada e ser percorrido por uma corrente reduzida. Deverá ser caracterizado por uma resistência rf elevada. É construído utilizando um condutor de secção baixa e com um número elevado de espiras.

Máquinas de excitação em série. Nas máquinas de excitação em série, o enrolamento de excitação é colocado em série com o enrolamento do induzido. Neste caso é a própria corrente do induzido que vai provocar o fluxo. O enrolamento de excitação é agora caracterizado por um número de espiras reduzido, de condutores com secção elevada e que são percorridos por correntes consideráveis. Dado que este enrolamento é constituído por condutores de grande secção e com poucas espiras, a sua resistência é baixa. Assim também é baixa a sua queda de tensão. A tensão de alimentação da máquina é praticamente toda aplicada ao circuito do induzido.

A máquina de excitação em série é pouco utilizada como gerador, mas encontra largas aplicações em funcionamento como motor.

Máquinas de excitação composta. As máquinas de excitação composta ou "compound" dispõem de dois enrolamentos de excitação: um enrolamento série (E-F) e um enrolamento paralelo (C-D).

Os dois enrolamentos de excitação podem ser ligados de modo a que se somem as respectivas f.m.m. (excitação composta adicional) ou se subtraem (excitação composta diferencial).

A máquina de excitação composta pode ser constituída com várias relações de enrolamentos derivação e série. Obtêm-se assim máquinas com características diferentes como se verá mais à frente.

A conjugação de diferentes enrolamentos série e paralelo e as consequentes diferenças de características que daí resultam constituíam, no passado, uma das grandes vantagens das máquinas de corrente contínua face às máquinas de corrente alternada. Atualmente, com o desenvolvimento da eletrônica de potência, esta vantagem está cada vez mais ultrapassada. A máquina de corrente contínua é hoje, em instalações novas, quase exclusivamente aplicada como motor e em casos muito particulares. Apesar de tudo esta máquina mantém o seu interesse industrial.

-Aspectos construtivos.

Tal como as outras máquinas elétrica rotativas, a máquina de corrente contínua é constituída por duas partes principais:

1. Uma parte fixa, o estator, destinada fundamentalmente à criação do fluxo indutor.

2. Uma parte móvel, designada por rotor, que contém duas peças essenciais: O enrolamento do induzido onde se processa a conversão de energia mecânica em elétrica e vice-versa, e o coletor que constitui um conversor mecânico de "corrente alternada-corrente contínua" ou vice-versa.

- A carcaça (1), que suporta a máquina e que também serve para a circulação do fluxo indutor .

- Os pólos indutores (2), ou pólos principais, que juntamente com os enrolamentos de excitação (3) criam o fluxo magnético indutor principal.

- Os pólos auxiliares ou de comutação (4).

- Os enrolamentos de comutação (5).

- Os enrolamentos de compensação (6), destinados a reduzir o fluxo magnético provocado pelos enrolamentos do rotor.

São peças constitutivas do rotor:

- O núcleo do rotor (7). Tem a forma cilíndrica e é ranhurado no sentido do eixo.

- Os enrolamentos do induzido (8). São colocados nas ranhuras do núcleo do rotor.

- O coletor. É constituído por lâminas de cobre isoladas umas das outras e

colocadas na direção do veio.

São ainda partes constitutivas, os rolamentos, as escovas e porta escovas, os

ventiladores etc.

- Principio de funcionamento.

A máquina de corrente contínua (MCC) consiste em um enrolamento de campo (no estator), que estabelece o fluxo magnético, e um enrolamento de armadura (no rotor). O funcionamento de um motor de corrente contínua está baseado nas forças produzidas da interação entre o campo magnético e a corrente de armadura no rotor, que tendem a mover o condutor num sentido que depende do sentido do campo e da corrente na armadura.

O comutador é o conversor mecânico que transfere a energia ao enrolamento do rotor, possibilitando a circulação de corrente alternada no rotor através de uma fonte de corrente contínua.

As escovas são compostas de material