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| Figura 01 - Motor CC |
Os motores de corrente contínua surgiram como uma forma de solucionar os problemas onde há a necessidade de controle e variação de velocidade e torque em máquinas elétricas acionantes, pois sua velocidade pode ser continuamente alterada mediante a variação da tensão de alimentação. Além disso, os motores CC apresentam torque constante em toda a faixa de velocidade. O motor de corrente contínua é constituído de: Estator e Rotor.
Partes Constituintes – Estator:
1 - Carcaça que é a estrutura que suporta todas as demais partes. Também tem por função conduzir o fluxo magnético de um pólo ao outro.
2 - Pólos de Excitação Principal: constitui um núcleo magnético formado por um conjunto de chapas laminadas. Têm por função produzir o fluxo magnético. As suas extremidades são mais largas e constituem as sapatas polares;
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| Figura 02 - Partes do Motor CC |
3 - Enrolamento principal de campo: o enrolamento principal de campo é bobinado sobre o pólo de excitação principal. É alimentada em corrente contínua e estabelece assim um campo magnético contínuo no tempo;
4 - Enrolamento auxiliar de campo: igualmente alojado sobre o pólo principal. Tem por função compensar a reação da armadura reforçando o campo principal;
5 - Pólos de Comutação: são alojados na região entre os pólos e constituídos por um conjunto de chapas laminadas justapostas;
6 - Enrolamentos de Comutação: são percorridos pela corrente de armadura, sendo ligados em série com este. Têm por função facilitar a comutação e evitar o aparecimento de centelhamento no comutador,
7 - Enrolamento de Compensação: são alojados em ranhuras na superfície dos pólos de excitação (sapatas polares). Têm por finalidade eliminar os efeitos do campo da armadura e melhorar a comutação. É mais comum em máquinas de alta potência, devido ao custo adicional de fabricação e dos materiais;
8 - Conjunto Porta-Escovas: o porta-escovas é a estrutura mecânica que aloja as escovas. É montado de tal forma que possa ser girado para um perfeito ajuste da comutação da máquina e as escovas são constituídas de material condutor e deslizam sobre o comutador quando este gira; elas são pressionadas por molas contra a superfície do comutador. As escovas também conectam o circuito externo da máquina com o enrolamento da armadura.
Partes Constituintes – Rotor
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| Figura 03 - Enrolamentos Motor CC |
9 - Núcleo Magnético: é constituído de um pacote de chapas de aço magnético laminadas, com ranhuras axiais para alojar o enrolamento da armadura;
10 - Enrolamento da Armadura: é composto de um grande número de espiras em série ligadas ao comutador. O giro da armadura faz com que seja induzida uma tensão neste enrolamento;
11 - Comutador: é constituído de lâminas de cobre (lamelas) isoladas umas das outras por meio de lâminas de mica (material isolante). Tem por função transformar a tensão alternada induzida numa tensão contínua;
12 - Eixo: é o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor a uma carga a ele acoplada.
Enrolamentos do Motor de Corrente Contínua
O enrolamento do rotor denomina-se armadura cujas bobinas com terminais 1 e 2 serão alimentadas através das escovas e comutador e produzirão o campo magnético que irá reagir com o campo magnético do estator, criando torque e movimento, e geralmente é constituído por fios de seção maior.
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| Figura 04 - Funcionamento Motor CC |
O estator é formado por um ou mais enrolamentos. O enrolamento Shunt do estator com terminais 5 e 6 é formado por muitas espiras de fio de menor seção. O enrolamento Série do estator com terminais 3 e 4 é formado por poucas espiras de fio de seção maior. O enrolamento do estator é denominado enrolamento de campo ou enrolamento de excitação.
O enrolamento série pode conter um ou mais pólos, os pólos do estator são sempre salientes, de chapa de ferro silício. O estator pode abrigar 2, 4, 6 ou mais pólos, que vão interferir na velocidade máxima do motor.
O conjunto comutador/escovas, que constitui a parte frágil dos motores de corrente contínua, para haver uma boa comutação, além de escovas adequadas, pressão de contato correto, porta escovas adequados, é necessária uma manutenção constante e especializada. No motor de corrente contínua a linha neutra é o ponto de ajuste ideal para a posição das escovas. Esta posição corresponde ao ponto em que as bobinas do rotor estão perpendicularmente posicionadas em relação ao campo fixo do estator; quando não há tensão induzida na bobina, este é o melhor instante para ocorrer a comutação.
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| Figura 05 - Bobinas Motor CC |
Funcionamento de um motor DC
Uma vez que as correntes elétricas produzem campos magnéticos, a bobina, parte do rotor, quando energizada, se comporta como um ímã, criando um campo magnético Norte e um Sul, no rotor. Como os polos opostos se atraem, a bobina gera um torque sobre o rotor que se movimentará no sentido anti-horário, conforme se observa nos itens a e b da figura. Assim, o polo Norte do imã inferior ficará alinhado ao polo Sul da bobina (rotor). Quando a bobina girar 90 graus (item c da figura), não haverá mais torque. Nesse instante ocorrerá a inversão do sentido da corrente na bobina (rotor). Então a bobina continuará girando no sentido anti-horário até que seu polo Norte fique alinhado com o polo Sul do imã, fechando, assim, um ciclo completo de 360 graus e invertendo novamente o sentido de giro da corrente da bobina (item d da figura 05).
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Figura 06 -Diagrama Elétrico
para energização do Motor CC Compound |
Controle de velocidade no motor DC
O controle de velocidade de rotação de um motor DC é diretamente proporcional à tensão e à corrente aplicadas aos terminais de alimentação. Quanto maior a tensão aplicada, maior a corrente e, consequentemente, maior a velocidade e o torque do motor.
O Motor de Corrente Contínua Composto se enquadra na categoria de motores de rotor bobinado, e é composto de bobinas de campo série S1 e S2; de bobinas de campo shunt de F1 F2 ligados ao enrolamento da armadura A1 e A2, como mostrado na a figura 06.
