Maquinas de corrente continua

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Apostila Máquina C - Prof. Luís Alberto Pereira - PUCRS-DEE 1 Apostila 8
Máquina de Corrente Contínua
A máquina C é um dos 3 tipos básicos de máquinas elétricas (existem ainda máquinas síncronas e máquinas de indução) que tem sido largamente usada na indústria, principalmente quando se necessita de variação de velocidade, uma vez que ela é capaz de fornecer torque numa ampla faixa develocidades. A sua importância vem diminuindo nos últimos anos devido ao fato de que máquinas de indução e máquinas síncronas alimentadas por conversores estáticos permitirem igualmente variação de velocidade bastante de forma muito eficiente. Neste capítulo é feita uma introdução sobre o princípio de funcionamento e principais características da máquina de corrente contínua.
1. Princípio deFuncionamento das Máquinas Elétricas
N S u B

N S eL
_u Figura 1 - Princípio de funcionamento das máquinas elétricas
Apostila Máquina C - Prof. Luís Alberto Pereira - PUCRS-DEE 2
Todas as máquinas elétricas funcionam segundo o princípio da indução eletromagnética, o qual se encontra ilustrado na figura 1. De acordo com este princípio, em todo condutor elétrico que se movimenta com uma dadavelocidade dentro de um campo magnético surge uma tensão entre os seus terminais. A tensão obtida por meio deste fenômeno é chamada de tensão induzida, a qual é dada pela seguinte expressão:
e - tensão induzida (Volts) B - indução magnética do campo (Tesla) L - comprimento do condutor (m) u - velocidade do campo na direção perpendicular ao campo magnético (m/s)
1.1 Princípio de FuncionamentoAplicado ao Gerador de Tensão

NS e L
N S u B

Figura 2 - Princípio de indução aplicado ao gerador de tensão
Apostila Máquina C - Prof. Luís Alberto Pereira - PUCRS-DEE 3
O condutor analisado anteriormente, quando ligado a uma carga, faz com que circule uma corrente pela mesma, conforme mostra a figura 2. O esquema na figura 2 representa, assim, um gerador elétrico elementar, cujo princípiopode ser resumido da seguinte forma:
• a máquina primária força o condutor a se movimentar no campo magnético exercendo sobre este uma força e transferindo ao mesmo uma determinada energia mecânica;
• O movimento do condutor faz com que uma tensão apareça entre os seus terminais a qual é dada pela equação (1);
• ao ser conectada a uma carga circula uma corrente no condutor e pela carga. Apotência mecânica transferida ao condutor é transferida ao circuito elétrico.
1.2 Princípio de Funcionamento Aplicado ao Motor Elétrico
Também de acordo com o princípio de indução, verifica-se que todo condutor percorrido por corrente e imerso num campo magnético sofre a ação de uma força, a qual é dada pela relação.

x i

Figura 3 - Princípio de indução aplicado ao motor elétricoApostila Máquina C - Prof. Luís Alberto Pereira - PUCRS-DEE 4 FBLi=⋅⋅ (2)
B - indução magnética do campo (Tesla) L - comprimento do condutor (m) i - corrente no condutor (A) F - força sobre o condutor na direção perpendicular ao campo magnético (Newton)
Desta forma, se no arranjo da figura 1 os terminais do condutor forem ligados a uma fonte de tensão de amplitude maior que a tensão gerada,haverá uma corrente circulando no condutor de sentido contrário ao caso anterior. Como o condutor se encontra no campo x x x x ωt e(t)
Figura 4 - Tensão induzida numa espira do enrolamento do induzido sem comutador.
Apostila Máquina C - Prof. Luís Alberto Pereira - PUCRS-DEE 5 magnético pode-se medir uma força F que atua ao longo do condutor, como ilustrado na figura 3.
1.3 Princípio deFuncionamento da Máquina de Corrente Contínua
Os princípios explicados anteriormente são explorados de uma forma particular nos três tipos básicos de máquinas elétricas (síncronas, de indução e máquina C).
Na máquina C o campo magnético é criado por um conjunto de pólos, os quais são dispostos ao longo da periferia da parte externa fixa, chamada de estator (figura 4). Os pólos norte e sul são...
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