Reação Da Armadura
Reação Da Armadura
Reação Da Armadura
mútuo do campo.
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Todas as maquinas de qualquer tipo requerem: um enrolamento cuja função é produzir um campo
magnético, um enrolamento com condutores conduzindo corrente e um meio de proporcionar
movimento relativo entre os dois.
O único fluxo útil é o que liga ambos os condutores, do campo e da armadura, simultaneamente,
denominado fluxo mútuo.
Tanto o enrolamento de campo quanto a da armadura tendem a produzir fluxos dispersos que são
independentes do fluxo mútuo ou no entreferro.
O fluxo de dispersão do campo apenas a afeta a operação da maquina durante os períodos transitórios,
tais como partida ou mudança nas condições de carga.
O fluxo de dispersão da armadura é responsável pelo efeito de reatância da armadura. Este efeito é
observado apenas quando a corrente na armadura está variando.
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A reação da armadura é o efeito da fmm produzida pelos condutores da armadura (NaIa) ao se reduzir e
torcer o fluxo mutuo no entreferro produzido pelos enrolamentos de campo.
A equação da velocidade N = (Va-RaIa)/K*fi indica que a redução do fluxo polar causará um aumento da
velocidade.
Ou seja, ao reduzir o fluxo a tendência é diminuir a velocidade. Mas a reação da armadura tenta
compensar isso tendendo o motor a aumentar a sua velocidade
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O movimento relativo entre os condutores é produzido de tal modo de tal modo que o sentido da fem e
da corrente induzida são opostas entre os polos.
A corrente Ia deve ser invertida a medido que o condutor se move sob um polo de polaridade oposta.
Cada condutor conectado em série, que carrega corrente, produz a mesma fmm sob a superfície de um
dado pólo e uma fmm de polaridade oposta sob um polo oposto.
O efeito resultando das fmm individuais é a produção de um fluxo resultante na armadura, como
mostrado na figura.
O fluxo resultante produzido pela armadura cai na zona interpolar, entre os polos, perpendicular ao
fluxo polar principal.
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Há duas fmm primárias e dois fluxos operando na máquina. Um é o fluxo da armadura e outro é o fluxo
de campo entre os pólos N e S da máquina bipolar.
Com a interação dos dois fluxos, o fluxo de campo não só deslocado mas também torcido.
O deslocamento fez com que o neutro magnético fosse deslocado no sentido horário.
A distorção produziu uma concentração de fluxo numa extremidade do pólo e uma redução do fluxo na
outra extremidade do mesmo pólo.
O diagrama fasorial pode dar a impressão de que o fluxo resultante é maior que o fluxo polar.
Isso não é verdade devido ao efeito da saturação nas extremidades de cada polo.
1) Distorção no fluxo principal: O fluxo mutuo no entreferro não é mais uniformemente distribuído
sob os pólos e o plano neutro está deslocado.
2) Redução do fluxo principal de campo
Maquina multipolar.
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O deslocamento da linha neutro pode ter um sério efeito na operação de geradores e motores CC.
A bobina x-x está originalmente na linha neutra e não está sofrendo com a variação do fluxo
concatenado. Portanto, esta bobina está sendo normalmente curto-circuitada pelas escovas.
Na fig 5-3c, se as escovas permanecem na posição original, a bobina curto-circuitada está sofrendo a
MAIOR variação no fluxo concatenado em comparação com qualquer outra bobina sob o mesmo polo.
Assim, a tensão induzida nos condutores pode ser suficiente para produzir uma corrente circulante
intensa e centelhamento das escovas, cada vez que uma nova bobina venha tomar o lugar da bobina x-x.
As escovas devem ser deslocadas para uma nova linha neutra para obter máxima tensão.
Na figura 5.4 os condutores da armadura do gerador CC giram em sentido horário devido a maquina
primaria.
Dilema: Se uma maquina CC é operada como gerador, é necessária avançar as escovas no sentido da
rotação caso a carga seja aumentada. Se ele é para ser operada como motor, é necessário mover as
escovas contra o sentido de rotação com o aumento da carga.
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É necessário algum método automático, no qual os efeitos da reação da armadura sejam compensados,
ou os fatores que a causam sejam anulados.
Uma solução é impedir a concentração de fluxo numa extremidade qualquer do polo, assim o fluxo
entraria na armadura sem deslocar a linha neutra.
Na fig 5.5 o centro do polo está mais próximo da circunferência periférica da armadura do que as
extremidades polares.
A maior relutância nas extremidades, devido ao maior entreferro, força o fluxo de campo a ser
confinado no centro de cada um dos núcleos polares.
Criar uma alta relutância em quadratura para o fluxo da armadura sem afetar o caminho do fluxo
principal.
Uso de laminações polares, perfuradas e ranhuradas introduz vários entreferros no caminho magnético
do fluxo da armadura sem afetar materialmente o caminho do fluxo polar.
3. ENROLAMENTO DE COMPENSAÇÃO
A desvantagem das técnicas anteriores é no fato de não contrabalancearem os efeitos das elevadas
correntes e fmm da armadura devido a cargas pesadas.
Em grandes máquinas CC, as elevadas Ia proporcionam fluxo magnético suficiente para produzir
distorção do fluxo no entreferro.
O numero de condutores em cada face polar vezes a corrente de linha da armadura deve ser igual ao
numero de condutores da armadura sob cada polo vezes a corrente nos condutores da armadura por
caminho.
𝑍𝑎 𝐼𝑙
𝑍𝑝 𝐼𝑙 = 𝑍𝑎 𝐼𝑎 =
𝑎
𝑍𝑝 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑝𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑒𝑚 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑙𝑜
𝑍𝑎 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠 𝑑𝑎 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑠𝑜𝑏 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑙𝑜
𝐼𝑙 = 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 𝑛𝑎 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎
𝐼𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑎 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎
𝑎 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎ𝑜𝑠 𝑒𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 𝑛𝑎 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎
Solucionando a equação, o numero de condutores de face polar será:
𝑍𝑎
𝑍𝑝 =
𝑎
A fmm da face polar NpIl está contrabalanceando a fmm dos condutores da armadura NaIa.
A ação dos condutores colocados na superfície do pólo é no sentido de produzir uma fmm que seja
igual e oposta à fmm da armadura.
Nunca é compensada em maquinas CA, porque pode piorar o desempenho sob certa condições de carga
e fator de potencia.
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COMUTAÇÃO
O enrolamento de compensação não neutraliza a fmm produzida pelos condutores da região interpolar;
1. No caso do gerador, mudar corrente alternada gerada para corrente contínuo externa. No caso
do motor, mudar a corrente contínua externa aplicada em corrente alternada, à medida em que
os condutores se movem alternativamente sob pólos opostos;
2. Permitir a transferência de corrente entre uma armadura móvel e escovas estacionárias