O PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MAQUINAS COM CORRENTE CONTINUA

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2. Objectivos

2.1. Objectivo gerais

- Analisar as máquinas com corrente contínua em termo geral.

2.2. Objectivos especifícos

- Definir as máquinas CC;

- Descrever o princípio de funcionamento de Tipo de Maquinas CC;

- Apresentar as partes que constituem as Maquinas;

- Analisar em gesto de comparação as Maquinas CC de Gerador e Maquinas CC com Motores.

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3. Metodologia

No trabalho de investigação em causa, foi usado como metodologia de pesquisa Bibliográfica pois como pretende-se abordar um tema que já foi por outros nos cursos da Engenharia, abordado este e existem obras já lançadas sobre a matéria nada mais lógico que usar-se a pesquisa Bibliográfica.

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4. MÁQUINAS COM CORRENTE CONTINUA

Definição:

Diz-se que uma máquina é de corrente contínua quando em todos os seus terminais as grandezas que a caracterizam (tensões e correntes) são unidireccionais. Neste capítulo vamos estudar a máquina de corrente contínua clássica, isto é, a máquina de corrente contínua de colector mecânico. O desenvolvimento da electrónica de potência tornou possível também a existência de máquinas da corrente contínua em que o colector é realizado electronicamente. Ou seja;

As máquinas CC são geradores que convertem a energia mecânica em energia elétrica CC e motores que convertem a energia elétrica CC em energia mecânica. A maioria das máquinas CC é como as máquinas CA no sentido de que elas contêm tensões e correntes CA em seu interior as máquinas CC têm uma saída CC somente porque existe um mecanismo que converte as tensões CA internas em tensões CC em seus terminais. Como esse mecanismo é denominado comutador, as máquinas CC são também conhecidas como máquinas de comutação. Os princípios fundamentais envolvidos no funcionamento das máquinas CC são muito simples. Infelizmente, algumas vezes essa simplicidade fica obscurecida pela construção complicada das máquinas reais.

Portanto, há várias possibilidades de construção de máquina elétricas, que sempre são compostas por estator (parte estacionária) e rotor (parte que gira). Algumas dessas possibilidades são:

- A máquina de corrente continua (CC), que tem uma armadura rotativa e um campo estacionário.

- A máquina síncrona (CA) com uma armadura rotativa e um campo estacionário.

- A máquina síncrona (CA) com um campo rotativo e uma armadura fixa.

- A máquina assíncrona (CA), que possui ambos, enrolamento da armadura estacionário e rotativos.

Este trabalho se fixará no estudo do primeiro caso e, ainda mais especificamente, no caso dos motores e geradores.

5. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MAQUINAS COM CORRENTE CONTINUA

O funcionamento do motor CC baseia-se nas forçasresultantesda interaçào entre o campo magnéticoe a corrente que circula na amadura.tais forças tendem a mover o condutotr num sentido perpendicular ao plano da corrente elétrica e do campo magnético (regra da mão esquerda). Fig.a

A máquina é constituída por dois enrolamentos essenciais: O enrolamento de excitação “f” que se destina a criar um campo de indução magnética intenso, e o enrolamento do induzido “a” onde a energia eléctrica é convertida em energia mecânica e vice-versa.

Na realidade, a máquina de corrente contínua é uma máquina de corrente alternada dotada de um conversor de "corrente contínua - corrente alternada" ou viceversa. Na sua realização tradicional este conversor é realizado por um sistema mecânico designado por colector ou comutador sob o qual assentam escovas. O colector e escovas fazem parte do circuito induzido e normalmente este conjunto é representado por dois pequenos rectângulos sobre uma circunferência. Fig.1

6. Partes construtivas principais de uma máquina CC

A máquina CC é constituída por duas partes principais:

1) Uma PARTE FIXA destinada fundamentalmente à CRIAÇÃO DO FLUXO MAGNÉTICO INDUTOR é;

2) Uma PARTE MÓVEL, designada por INDUZIDO, Na qual se PROCESSA A CONVERSÃO DE ENERGIA mecânica em elétrica (gerador elétrico) ou a conversão de energia elétrica em mecânica (motor elétrico).

As PARTES FIXAS e MÓVEIS estão separadas uma da outra por um ENTREFERRO.

Partes Constituintes do Rotor:

- Eixo da armadura: imprime rotação ao núcleo da armadura, enrolamentos e comutador.

- Núcleo da armadura: está conectado ao eixo e é construído de camadas laminadas de aço, provendo uma faixa de baixa relutância magnética entre os pólos. As lâminas servem para reduzir as correntes parasitas no núcleo, e o aço usado é de qualidade destinada a produzir uma baixa perda por histerese. O núcleo contém ranhuras axiais na sua periferia para colocação do enrolamento da armadura.Veja o detalhe na Fig 2.

- Enrolamento da armadura: é constituído de bobinas isoladas entre si e do núcleo da armadura. É colocado nas ranhuras e eletricamente ligado ao comutador.

- Comutador: devido à rotação do eixo, providencia o necessário chaveamento para o processo de comutação. O comutador consiste de segmentos de cobre, individuais isolados entre si e do eixo, eletricamente conectados às bobinas do enrolamento da armadura.

6.1 O rotor da armadura das máquinas de CC

O rotor da armadura das máquinas de CC tem quatro funções principais:

(1) Permite rotação para ação geradora ou ação motora mecânica;

(2) Em virtude