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 Um motor CC em derivação de 50hp, 250V, 1200rpm sem enrolamentos de compensaçãotem uma resistência de armadura (incluind...
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AdicionandoResistências àArmadura
Tem-se um motor shunt de 100 hp, 250V, 1200 rpm com resistência de armadura de 0,03 eresistência de campo de 41,67 . O mot...
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VANTAGENS Não requerem um circuitode campo externo Não ter perdas noenrolamento de campo Tamanho CustoDESVANTAGENS Fl...
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1. Resistência de Campo2. Tensão de Armadura3. Resistência de Armadura
 Controle e Proteções Curto Circuitos Sobrecarga Excessivas Correntes de Partida Forma Conveniente deVariar aVelocidade
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 Velocidade mecânica fixa A tensão terminal é variada variando-se acorrente de campo
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Grandes reaçõesde armadura sãointencionais emcargas comofornos a arco
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Dc motors and generators
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  1. 1. APLICAÇÕES ATUAIS Indústria Carros Aeronaves Metrôs TrensTIPOS Excitação Separada Derivação Imã Permanente Motor Série MotorComposto
  2. 2. 2T A A AindT AT AindV E I RV K RKV RK K
  3. 3.  Um motor CC em derivação de 50hp, 250V, 1200rpm com enrolamentos de compensaçãotem uma resistência de armadura (incluindo as escovas, enrolamentos de compensação einterpólos) de 0,06 . O circuito de campo tem uma resistência total Radj+RF de 50 , a qualproduz uma velocidade de 1200 rpm sem carga. Existem 1200 espiras por pólos noenrolamento em derivação. Encontre:a. A velocidade do motor quando a corrente de entrada é 100 A.b. A velocidade do motor quandoa corrente de entrada é 200 A.c. A velocidade do motor quandoa corrente de entrada é 300 A.d. Plote a característicatorque-velocidade deste motor.
  4. 4. 190, 1173388, 1144 587, 111502004006008001000120014000 200 400 600 800Rotação[rpm]Torque Induzido [Nm]
  5. 5. net ARF FN I* ARF FFI IN2121AAE nE n0501001502002503003500.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00TensãodaArmadura,EA(V)Corrente de Campo, IF (A)Curva de MagnetizaçãoTípica de um MotorCC 250 hp a 1200 rpm
  6. 6.  Um motor CC em derivação de 50hp, 250V, 1200rpm sem enrolamentos de compensaçãotem uma resistência de armadura (incluindo as escovas e interpólos) de 0,06 . O circuitode campo tem uma resistência total Radj+RF de 50 , a qual produz uma velocidade de 1200rpm sem carga. Existem 1200 espiras por pólos no enrolamento em derivação e a reação dearmadura produz uma força desmagnetizante de 840 Ae com uma corrente de carga de200 A. A curva de magnetização na máquina é mostrada no slide anterior. Encontre:a. A velocidade do motor quandoa corrente de entrada é 200 A.b. Este motor é na sua essênciaidêntico ao do Ex 9.1, excetopela ausência dos enrolamentosde compensação. Compare avelocidade deste motor coma do Ex 9.1 com a corrente de200 A.c. Plote a característicatorque-corrente deste motor.
  7. 7. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10050100150200250300Curva de Magnetização Típica de um Motor CC 250 hp a 1200 rpmCorrente de Campo, IF(A)TensãodeArmadura,EA(V)
  8. 8. 0 100 200 300 400 500 60011001120114011601180120012201240126012801300Característica Velocidade versus Torqueind(N-m)nind(rpm)
  9. 9. 1. OAumento de RF causa a redução de IF2. Caindo IF cai o3. Reduzindo o cai EA4. Caindo EA sobe IA5. Aumentando IA sobe ind6. Aumentando ind ( ind> load) aumenta7. O aumento de aumenta EA8. Aumentando EA cai IA9. Caindo IA cai ind até ind= load em uma maiorT AAAV EIRTFFVIRAE Kind AK IAE K
  10. 10. 020004000600080001000012000140000 10 20 30 40 50 60TorqueRotaçãow1w2w3w4Corrigir
  11. 11. 1. OAumento de VA causa um aumento de IA2. Aumentando IA aumenta o ind3. Aumentando ind ( ind> load) aumenta4. O aumento de aumenta EA5. Aumentando EA cai IA6. Caindo IA cai ind até ind= load em um maiorA AAAV EIRind AK IAE KA AAAV EIR
  12. 12. AdicionandoResistências àArmadura
  13. 13. Tem-se um motor shunt de 100 hp, 250V, 1200 rpm com resistência de armadura de 0,03 eresistência de campo de 41,67 . O motor tem enrolamentos de compensação. As perdasmecânicas e no núcleo podem são desprezíveis para os propósitos deste exercício. Suponha queo motor esteja trabalhando com uma corrente de carga de 126 A e com velocidade inicial de 1103rpm. Para simplificar o problema, suponha que a corrente drenada pela armadura é constante.0501001502002503000.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00TensãodaArmadura,EA(V)Corrente de Campo, IF (A)Curva de Magnetização Típica de umMotor CC 100 hp a 1200 rpm
  14. 14. a. Qual a velocidade do motor de a resistência de campo subir para 50 .b. Plote a característica da velocidade do motor versus a Resistência deCampo, assumindo constante a corrente de carga.1 1 1250126 120 A41,67A L FI I I1 1250 120 0,03 246,4 VA T A AE V I R22505 A50TFFVIR212 2 2 2 12 11 1 1 1 21AAE Kn nE K1222681,076 1,076 1103 1187 rpm250n Tensão de armaduraproporcionala corrente de campo
  15. 15. 40 45 50 55 60 65 700200400600800100012001400Velocidade vs. Resistência de CampoResistência de Campo ( )Rotação(rpm)
  16. 16. O motor do Ex. 9.3 é agora conectado com excitação separada.O motorinicialmente está rodando com VA = 250V, IA = 120 A e n = 1103rpm, enquanto está fornecendo um torque constante.O que ocorre com avelocidade deste motor quando VA é reduzido para 200V?
  17. 17. VANTAGENS Não requerem um circuitode campo externo Não ter perdas noenrolamento de campo Tamanho CustoDESVANTAGENS Fluxo de campo pequeno Menor ind porAmpère Correm o risco dedesmagnetização
  18. 18. ind AK IAc I2ind AK c I Maior torque por Ampère de armadura!
  19. 19. O motor CC série mostrado é de 250V com enrolamentos de compensação ecom uma resistência série RA + RS de 0,08 . O campo série consiste de 25espiras por pólo, com a curva de magnetização dada abaixo.
  20. 20. a. Qual a velocidade do motor e o torque induzido se a corrente dearmadura é 50 A?b. Plote a característica velocidade X torque.0 100 200 300 400 500 600 7000500100015002000250030003500400045005000Velocidade vs. Torque em um Motor CC Sérieind(N-m)n(rpm)
  21. 21. T A A A SA L FV E I R RI I Inet SE AR* SE ARFF F AF FNI I IN N
  22. 22. 0100020003000400050006000700080009000100000 25 50 75 100 125 150 175 200TorqueRotaçãof1f2f3f4f5f6123456
  23. 23. Um motor CC composto, de 100 hp, 250V com enrolamentos decompensação tem resistência interna, incluindo o enrolamento emsérie, de 0,04 . Há 1000 espiras por pólo no campo shunt e 3 espirasno campo série. AVazio, o resistor de campo é ajustado para fazer omotor girar a 1200 rpm.
  24. 24. a. Qual a corrente no campo em derivação nesta máquinasem carga?b. Se o motor está ligado com polaridade aditiva, encontre avelocidade quando IA = 200 A.c. Se o motor estiver ligado com polaridadesubtrativa, encontre a velocidade quando IA = 200 A.
  25. 25. 1. Resistência de Campo2. Tensão de Armadura3. Resistência de Armadura
  26. 26.  Controle e Proteções Curto Circuitos Sobrecarga Excessivas Correntes de Partida Forma Conveniente deVariar aVelocidade
  27. 27. A figura anterior mostra um motor CC shunt 100hp, 250V, 350 A, com uma resistência de armadurade 0,05 . É desejado para projetar o circuito departida que a máxima corrente de partida sejalimitada a duas vezes a corrente nominal.a. Quantos estágios de resistência sãonecessários?b. Qual deve ser o valor de cada segmento deresistência?A que tensão cada estagio departida será tirado?
  28. 28.  Velocidade mecânica fixa A tensão terminal é variada variando-se acorrente de campo
  29. 29. TVK
  30. 30. TVK
  31. 31.  Proteção Excessivas correntes de armadura Subtensões Perdas de corrente de campo Energização Força (Tiristores para Retificação) Circuito de Comando (Gatilho dosTiristores)
  32. 32.  Cobre Escovas Mecânicas Ferro Adicionais
  33. 33. Um motor CC shunt de 50 hp, 250V, 1200 rpm temuma corrente nominal de armadura de 170 A e decampo de 5 A. Quando seu rotor é bloqueado, umatensão de armadura de 10,2V (excluindo asescovas) produz uma corrente de 170 A. A quedade tensão nas escovas é de 2V. Sem carga comuma tensão terminal de 240V, a corrente dearmadura é igual a 13,2 A, a corrente de campoigual a 4,8 A e a velocidade do motor a 1150 rpm.a. Qual a potência de saída deste motor àcondições nominais?b. Qual é a eficiência deste motor?
  34. 34.  Excitação Separada Shunt Série Composto Aditivo Composto SubtrativoVR nl flnlV VV
  35. 35.  Variando a velocidadeSe aumenta, entãoaumenta, logo aumentatambém Variando a Corrente de CampoSe é diminuído, entãoaumenta, entãoaumenta, aumentandoAE KT A A AV E I RFR TFFVIRAE KT A A AV E I RPrincipal Método
  36. 36. net ARF FN I* ARF FFI IN2121AAE nE n
  37. 37. Um gerador cc de excitação separada tem dadosnominais 172 kW, 430V, 400 A e 1800 rpm. Sua curvade magnetização já foi mostrada.
  38. 38. a) Se Radj mudar para 63 e a máquina primária girar a1600rpm, qual será a tensão terminal sem carga?b) Qual seria tensão se uma corrente de 360 A for conectadoaos seus terminais? (o gerador tem enrolamentos decompensação).c) E se o gerador não tivesse enrolamentos de compensação?A reação de armadura com esta carga é de 450 Aesp.d) Quais ajustes devem ser feitos no gerador para que esterestaure sua tensão terminal à encontrado em (a).e) Quanta corrente de campo será necessária para restaurar atensão terminal ao mesmo valor que à vazio? (a máquinatem enrolamentos de compensação). Qual será o valor deRadj para que isto aconteça?
  39. 39. Reduzindo VT quereduz IF que reduzEA que reduz VT
  40. 40.  Variando aVelocidadeSe aumenta, entãoaumenta, logo aumentatambém Variando a Corrente de CampoSe é diminuido, entãoaumenta, entãoaumenta, aumentandoAE KT A A AV E I RFR TFFVIRAE KT A A AV E I RPrincipal Método
  41. 41. Redução datensão devido aqueda de tensãoMesma quedade tensão
  42. 42. Grandes reaçõesde armadura sãointencionais emcargas comofornos a arco
  43. 43. 1. Incrementando IA a queda aumenta, causauma queda da tensão terminal2. Incrementando IA a fmm do campo sérieaumenta, aumentando a fmm totalUm aumento do fluxo, aumenta queaumentaA S AI R RT A A S AV E I R RSE SE AN Itot F SEF AN I N IT A A S AV E I R RAE KOcorre uma compensação!
  44. 44. SupercompostoComposto PlanoSubcompostoParalelo
  45. 45.  Variando a velocidadeSe aumenta, entãoaumenta, logo aumentatambém Variando a Corrente de CampoSe é diminuído, entãoaumenta, entãoaumenta, aumentandoAE KT A A AV E I RFR TFFVIRAE KT A A AV E I R
  46. 46. SE AReq*eqAF FF FNI IN NI I I
  47. 47. SE AReq*eqAF FF FNI IN NI I I
  48. 48.  Com o aumento de IA aumenta a queda, caindo a Com o aumento de IA a fmm do campo sérietambém aumenta que reduz afmm do gerador ( ) quereduz o fluxo que reduz EA que reduz VTT A A A SV E I R RA A SI R RSE SE AN Itot SEF F AN I N I

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