Problemas e soluções em motores CC

Componentes e problemas em motores CC

Escova, porta escova e molas

Problemas com escovas

1- Erosão excessiva das faces das escovas em contato com o porta-escovas causado geralmente pela passagem de corrente entre as faces da escova e as paredes do porta-escovas.

2- Vitrificação da face de contato da escova por funcionamento em baixa carga que faz com que a superfície de contato da escova se torne extremamente polida.

3 - Escovas presas, causado por cotas de escovas com dimensões superiores ou de porta escovas inferiores ou que sofreram danos.

Calagem das escovas do coletor

É um processo utilizado para ajustar as escovas para a posição neutra, sempre que uma armadura é substituída ou recondicionada.

Problemas com baixa carga

1 - Vitrificação da face de contato da escova - a superfície de contato da escova torna-se extremamente polida. O comutador também se torna polido. A consequência é a quebra de escovas.

2 - Escovas lascadas ou quebradas em vários pedaços causado por vibrações de alta frequência, provocadas pelo funcionamento com baixa carga.

3 - O comutador tem a aparência de uma rosca fina.

Rendimento de um motor CC

O rendimento de um motor CC é classificado de baixo, porque ele é a relação entre a potência útil e a potência de entrada, e acontece que um motor CC tem muitas perdas a serem consideradas, tais como perdas por efeito de Joule, perdas de excitação, perdas no ferro, perdas mecânicas, e tudo isso irá reduzir o valor da potência útil e consequentemente o valor do rendimento.

Valor de resistência de armadura

O motor com maior potência terá forçosamente menor valor de resistência de armadura, pois a resistência de armadura interfere de forma direta no rendimento do motor.

Formas de ligação de um motor

Excitação série - a corrente de armadura passa pelo enrolamento de campo, sendo responsável pelo fluxo gerado. Enquanto não é atingida a saturação magnética, a velocidade do motor diminui de forma inversamente proporcional à intensidade de corrente de armadura

Excitação paralelo ou independente - A rotação do motor pode ser alterada, conforme a equação (4), mantendo o fluxo (Φ) constante e variando a tensão de armadura (controle de armadura), ou mantendo a tensão de armadura fixa e alterando o fluxo (controle pelo campo).

Excitação composta - é um motor com características intermediárias. O motor possui dois enrolamentos, um série e outro paralelo. Na maioria dos casos os dois enrolamentos são acoplados de forma que os fluxos magnéticos se adicionem.

Arranjo que produz maior torque

É a ligação em série porque nela, o torque é proporcional ao quadrado da corrente enquanto o circuito magnético não está saturado.

Parâmetros de um motor CC

Torque, força contra eletromotriz e tensão de armadura.

Componente que assume valor zero

Torque acelerante

Formas de partida de um motor CC

Modo A - Variando-se a tensão de armadura, Va, através de um retificador controlado por tiristores (mantendo as demais variáveis fixas ou quase)

Modo B - Variando-se a corrente de campo, If, através de um retificador controlado por tiristores (mantendo as demais variáveis fixas ou quase)

Utilização de relé

É quase que obrigatório porque a perda de excitação faz com que o gerador puxe corrente reativa da rede ao invés de fornecer, e como consequências teremos:

Desequilíbrio magnético na máquina; Rotor mais acelerado; Sobreaquecimento no equipamento

Procedimento de partida de um motor CC

A partida de um motor CC não deve ocorrer conectando-o diretamente, aplicando-se tensão nominal em seus terminais pois, em função do tipo e das características construtivas, a corrente de partida pode atingir de 50 a 80 vezes o valor da corrente nominal logo, deve-se também dispor de algum tipo de dispositivo que limite a corrente de partida

Relação torque eixo/carga para um rendimento unitário

A=velocidade entrada cx/vel. saida cx.

Sistemas automáticos

Essenciais em vários campos da engenharia, como robôs, sistemas de fabricação, veículos espaciais, etc, e envolvem controle de temperatura, fluxo, pressão, unidade, velocidade, posição, entre outros.

Variável controlada

Que normalmente é a saída do sistema, é a quantidade ou condição que é variada pelo nosso controle.

Planta

É o objeto a ser controlado (motor, um leme de um barco, uma aeronave, um braço mecânico, etc.)

Sistema

É a combinação de componentes que agem em conjunto.

Distúrbio

É um sinal que tende a afetar a saída do sistema. Pode ser interno ou externo.

Sinal de feedback

Amostra do sinal que se quer controlar.

Malha aberta

Não tem realimentação; não oscila, é impreciso ou pouco preciso, estrutura simplificada.

Malha fechada

Tem realimentação; e pode oscilar, é mais preciso, tem estrutura mais complexa e conta com malha de realimentação

Vantagens da realimentação

Maior precisão na combinação dos valores desejado e real para a variável controlada

Menos sensível a distúrbios

Menos sensível a variações nas características dos componentes

Aumento na velocidade de resposta e também na faixa de passagem, ou seja, faixa de frequência sobre a qual o sistema responderá

Desvantagens da realimentação

Perda no ganho, em que a função de transferência de um sistema em malha aberta é reduzida de G para G/(1+GH), em razão do ramo de realimentação com uma função de transferência H

Grande possibilidade de instabilidade

O sistema é complexo, e além de mais caro, também é mais propício a danos

Diagrama de blocos

Serve para facilitar o estudo de sistemas, e permitem a relação de vários ambientes em uma única representação.

Transformada de Laplace - é uma ferramenta que permite que equações diferenciais sejam tratadas como equações algébricas. f(t)=int. de 0 a alfa x e

Controlador PID

É uma técnica de controle de processos que une as ações derivativa, integral e proporcional, minimizando o sinal de erro pela ação proporcional, zerando pela ação integral e obtendo com velocidade antecipativa pela ação derivativa. Baseado na resposta da modelagem matemática de uma malha de processo a ser controlada.

Set point

Setpoint é o valor-alvo que um sistema de controle automático, por exemplo um controlador PID, tentará alcançar.

Transformada de Laplace

É uma ferramenta que permite que equações diferenciais sejam tratadas como equações algébricas.