1) O documento discute aplicações e tipos de motores CC, incluindo indústria, veículos e transporte público.
2) São descritos tipos de motores CC como excitação separada, derivação, imã permanente, série e composto.
3) Há exemplos numéricos sobre características e cálculos de motores CC em derivação, série e composto.
15. 2
T A A A
ind
T A
T A
ind
V E I R
V K R
K
V R
K K
16. Um motor CC em derivação de 50hp, 250V, 1200rpm com enrolamentos de compensação
tem uma resistência de armadura (incluindo as escovas, enrolamentos de compensação e
interpólos) de 0,06 . O circuito de campo tem uma resistência total Radj+RF de 50 , a qual
produz uma velocidade de 1200 rpm sem carga. Existem 1200 espiras por pólos no
enrolamento em derivação. Encontre:
a. A velocidade do motor quando a corrente de entrada é 100 A.
b. A velocidade do motor quando
a corrente de entrada é 200 A.
c. A velocidade do motor quando
a corrente de entrada é 300 A.
d. Plote a característica
torque-velocidade deste motor.
18. net ARF F
N I
* AR
F F
F
I I
N
2
1
2
1
A
A
E n
E n
0
50
100
150
200
250
300
350
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00
TensãodaArmadura,EA(V)
Corrente de Campo, IF (A)
Curva de MagnetizaçãoTípica de um Motor
CC 250 hp a 1200 rpm
19. Um motor CC em derivação de 50hp, 250V, 1200rpm sem enrolamentos de compensação
tem uma resistência de armadura (incluindo as escovas e interpólos) de 0,06 . O circuito
de campo tem uma resistência total Radj+RF de 50 , a qual produz uma velocidade de 1200
rpm sem carga. Existem 1200 espiras por pólos no enrolamento em derivação e a reação de
armadura produz uma força desmagnetizante de 840 Ae com uma corrente de carga de
200 A. A curva de magnetização na máquina é mostrada no slide anterior. Encontre:
a. A velocidade do motor quando
a corrente de entrada é 200 A.
b. Este motor é na sua essência
idêntico ao do Ex 9.1, exceto
pela ausência dos enrolamentos
de compensação. Compare a
velocidade deste motor com
a do Ex 9.1 com a corrente de
200 A.
c. Plote a característica
torque-corrente deste motor.
20. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
50
100
150
200
250
300
Curva de Magnetização Típica de um Motor CC 250 hp a 1200 rpm
Corrente de Campo, IF
(A)
TensãodeArmadura,EA
(V)
21. 0 100 200 300 400 500 600
1100
1120
1140
1160
1180
1200
1220
1240
1260
1280
1300
Característica Velocidade versus Torque
ind
(N-m)
nind
(rpm)
22. 1. OAumento de RF causa a redução de IF
2. Caindo IF cai o
3. Reduzindo o cai EA
4. Caindo EA sobe IA
5. Aumentando IA sobe ind
6. Aumentando ind ( ind> load) aumenta
7. O aumento de aumenta EA
8. Aumentando EA cai IA
9. Caindo IA cai ind até ind= load em uma maior
T A
A
A
V E
I
R
T
F
F
V
I
R
A
E K
ind A
K I
A
E K
25. 1. OAumento de VA causa um aumento de IA
2. Aumentando IA aumenta o ind
3. Aumentando ind ( ind> load) aumenta
4. O aumento de aumenta EA
5. Aumentando EA cai IA
6. Caindo IA cai ind até ind= load em um maior
A A
A
A
V E
I
R
ind A
K I
A
E K
A A
A
A
V E
I
R
28. Tem-se um motor shunt de 100 hp, 250V, 1200 rpm com resistência de armadura de 0,03 e
resistência de campo de 41,67 . O motor tem enrolamentos de compensação. As perdas
mecânicas e no núcleo podem são desprezíveis para os propósitos deste exercício. Suponha que
o motor esteja trabalhando com uma corrente de carga de 126 A e com velocidade inicial de 1103
rpm. Para simplificar o problema, suponha que a corrente drenada pela armadura é constante.
0
50
100
150
200
250
300
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
TensãodaArmadura,EA(V)
Corrente de Campo, IF (A)
Curva de Magnetização Típica de um
Motor CC 100 hp a 1200 rpm
29. 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 de
Campo, assumindo constante a corrente de carga.
1 1 1
250
126 120 A
41,67A L F
I I I
1 1
250 120 0,03 246,4 VA T A A
E V I R
2
250
5 A
50
T
F
F
V
I
R
2
1
2 2 2 2 1
2 1
1 1 1 1 2
1
A
A
E K
n n
E K
1
2
2
268
1,076 1,076 1103 1187 rpm
250
n Tensão de armadura
proporcional
a corrente de campo
30. 40 45 50 55 60 65 70
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Velocidade vs. Resistência de Campo
Resistência de Campo ( )
Rotação(rpm)
31. O motor do Ex. 9.3 é agora conectado com excitação separada.O motor
inicialmente está rodando com VA = 250V, IA = 120 A e n = 1103
rpm, enquanto está fornecendo um torque constante.O que ocorre com a
velocidade deste motor quando VA é reduzido para 200V?
32. VANTAGENS
Não requerem um circuito
de campo externo
Não ter perdas no
enrolamento de campo
Tamanho
Custo
DESVANTAGENS
Fluxo de campo pequeno
Menor ind porAmpère
Correm o risco de
desmagnetização
33.
34.
35. ind A
K I
A
c I
2
ind AK c I Maior torque por Ampère de armadura!
36.
37. O motor CC série mostrado é de 250V com enrolamentos de compensação e
com uma resistência série RA + RS de 0,08 . O campo série consiste de 25
espiras por pólo, com a curva de magnetização dada abaixo.
38. a. Qual a velocidade do motor e o torque induzido se a corrente de
armadura é 50 A?
b. Plote a característica velocidade X torque.
0 100 200 300 400 500 600 700
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Velocidade vs. Torque em um Motor CC Série
ind
(N-m)
n(rpm)
39.
40.
41. T A A A S
A L F
V E I R R
I I I
net SE AR
* SE AR
F
F F A
F F
N
I I I
N N
45. Um motor CC composto, de 100 hp, 250V com enrolamentos de
compensação tem resistência interna, incluindo o enrolamento em
série, de 0,04 . Há 1000 espiras por pólo no campo shunt e 3 espiras
no campo série. AVazio, o resistor de campo é ajustado para fazer o
motor girar a 1200 rpm.
46.
47. a. Qual a corrente no campo em derivação nesta máquina
sem carga?
b. Se o motor está ligado com polaridade aditiva, encontre a
velocidade quando IA = 200 A.
c. Se o motor estiver ligado com polaridade
subtrativa, encontre a velocidade quando IA = 200 A.
48. 1. Resistência de Campo
2. Tensão de Armadura
3. Resistência de Armadura
49. Controle e Proteções
Curto Circuitos
Sobrecarga
Excessivas Correntes de Partida
Forma Conveniente deVariar aVelocidade
50.
51. A figura anterior mostra um motor CC shunt 100
hp, 250V, 350 A, com uma resistência de armadura
de 0,05 . É desejado para projetar o circuito de
partida que a máxima corrente de partida seja
limitada a duas vezes a corrente nominal.
a. Quantos estágios de resistência são
necessários?
b. Qual deve ser o valor de cada segmento de
resistência?A que tensão cada estagio de
partida será tirado?
52.
53.
54. Velocidade mecânica fixa
A tensão terminal é variada variando-se a
corrente de campo
61. Proteção
Excessivas correntes de armadura
Subtensões
Perdas de corrente de campo
Energização
Força (Tiristores para Retificação)
Circuito de Comando (Gatilho dosTiristores)
66. Um motor CC shunt de 50 hp, 250V, 1200 rpm tem
uma corrente nominal de armadura de 170 A e de
campo de 5 A. Quando seu rotor é bloqueado, uma
tensão de armadura de 10,2V (excluindo as
escovas) produz uma corrente de 170 A. A queda
de tensão nas escovas é de 2V. Sem carga com
uma tensão terminal de 240V, a corrente de
armadura é igual a 13,2 A, a corrente de campo
igual a 4,8 A e a velocidade do motor a 1150 rpm.
a. Qual a potência de saída deste motor à
condições nominais?
b. Qual é a eficiência deste motor?
67.
68.
69. Excitação Separada
Shunt
Série
Composto Aditivo
Composto Subtrativo
VR nl fl
nl
V V
V
70.
71.
72.
73. Variando a velocidade
Se aumenta, então
aumenta, logo aumenta
também
Variando a Corrente de Campo
Se é diminuído, então
aumenta, então
aumenta, aumentando
A
E K
T A A A
V E I R
F
R T
F
F
V
I
R
A
E K
T A A A
V E I R
Principal Método
74.
75. net ARF F
N I
* AR
F F
F
I I
N
2
1
2
1
A
A
E n
E n
76. Um gerador cc de excitação separada tem dados
nominais 172 kW, 430V, 400 A e 1800 rpm. Sua curva
de magnetização já foi mostrada.
77. a) Se Radj mudar para 63 e a máquina primária girar a
1600rpm, qual será a tensão terminal sem carga?
b) Qual seria tensão se uma corrente de 360 A for conectado
aos seus terminais? (o gerador tem enrolamentos de
compensação).
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 este
restaure sua tensão terminal à encontrado em (a).
e) Quanta corrente de campo será necessária para restaurar a
tensão terminal ao mesmo valor que à vazio? (a máquina
tem enrolamentos de compensação). Qual será o valor de
Radj para que isto aconteça?
81. Variando aVelocidade
Se aumenta, então
aumenta, logo aumenta
também
Variando a Corrente de Campo
Se é diminuido, então
aumenta, então
aumenta, aumentando
A
E K
T A A A
V E I R
F
R T
F
F
V
I
R
A
E K
T A A A
V E I R
Principal Método
89. 1. Incrementando IA a queda aumenta, causa
uma queda da tensão terminal
2. Incrementando IA a fmm do campo série
aumenta, aumentando a fmm total
Um aumento do fluxo, aumenta que
aumenta
A S A
I R R
T A A S A
V E I R R
SE SE A
N I
tot F SEF A
N I N I
T A A S A
V E I R R
A
E K
Ocorre uma compensação!
91. Variando a velocidade
Se aumenta, então
aumenta, logo aumenta
também
Variando a Corrente de Campo
Se é diminuído, então
aumenta, então
aumenta, aumentando
A
E K
T A A A
V E I R
F
R T
F
F
V
I
R
A
E K
T A A A
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95. Com o aumento de IA aumenta a queda
, caindo a
Com o aumento de IA a fmm do campo série
também aumenta que reduz a
fmm do gerador ( ) que
reduz o fluxo que reduz EA que reduz VT
T A A A S
V E I R RA A S
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