Na engenharia elétrica, os motores DC shunt são conhecidos há muito tempo por suas aplicações versáteis e desempenho robusto – um aspecto crucial para explorar todo o seu potencial reside no controle eficaz de sua velocidade. A capacidade de regular a velocidade de um motor shunt DC abre uma ampla gama de possibilidades em diversos setores, desde máquinas industriais até veículos elétricos.
Este artigo aborda métodos de controle de velocidade para motores shunt CC e examina técnicas tradicionais e inovadoras que maximizam a eficiência, a precisão e o desempenho geral do motor. Ao compreender esses métodos, os engenheiros podem otimizar a operação de motores shunt CC e liberar todo o seu potencial em inúmeros avanços tecnológicos.Métodos de controle de velocidade
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Método de controle de fluxo
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método de controle de âncora e
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Método de regulação de tensão
Método de controle de fluxo
Este método é muito utilizado porque é muito simples e barato. Neste método, o controle de velocidade pode ser obtido variando o fluxo Φ porque a velocidade do motor é N ∝ (1/ Φ), por isso é chamado de método de controle de fluxo. Um resistor ajustável é conectado em série com o enrolamento de campo shunt, conforme mostrado na figura. Essa resistência ajustável também é chamada de reostato de campo shunt. Este reostato de campo shunt modera a corrente e o fluxo de shunt. Portanto, só podemos aumentar a velocidade além da rotação nominal do motor. Normalmente permite que o impulso cresça numa proporção de 3:1. Diferentes escolhas de velocidade tendem a produzir instabilidade e má comutação.
Método de controle de âncora
Neste método, o controle de velocidade pode ser alcançado variando a tensão na armadura e na fem traseira. Isto é conseguido conectando um resistor ajustável em série com a armadura mostrada na figura. Esta resistência ajustável também é chamada de resistência do regulador Rc.
N∝ {v-Ia(Ra+Rc)}
âncora Reagirção no motor CC
A resposta da armadura é um fenômeno significativo em motores CC que afeta seu desempenho e operação geral. Quando a corrente flui através do enrolamento da armadura, é criado um campo magnético que interage com o campo magnético principal produzido pelo enrolamento de campo. Essa interação, conhecida como reação de ancoragem, leva a diversos efeitos. Primeiro, distorce o campo magnético principal e altera a distribuição da densidade do fluxo no motor. Essa distorção resulta em um deslocamento no plano neutro em que ocorre a comutação, o que pode levar a possíveis problemas como faíscas e desgaste das escovas.
Método de regulação de tensão
Neste método, a tensão de alimentação que alimenta a corrente de campo é diferente daquela que alimenta a armadura. Esta técnica pode evitar as desvantagens do fraco controle de velocidade e eficiência que ocorrem com o método de controle de armadura. No entanto, este método é bastante caro. Portanto, este método é utilizado para motores maiores onde a eficiência é uma prioridade.
O controle de velocidade do motor DC shunt usando o método de controle de tensão pode ser feito de duas maneiras. Eles são:
- Controle de tensão múltipla
- Sistema Ward-Leonard.
Método de controle de tensão múltipla
Sistema Ward-Leonard
Características do motor shunt DC
Os motores DC shunt possuem propriedades únicas que os tornam utilizáveis em muitas aplicações diferentes. Uma de suas características notáveis é o controle de velocidade relativamente constante em uma ampla faixa de carga. A velocidade de um motor shunt é determinada pela força contraeletromotriz (EMF) gerada no enrolamento da armadura. À medida que a carga do motor aumenta, a corrente de armadura aumenta, o que leva a uma queda na tensão de armadura e, portanto, a uma redução na força contraeletromotriz. Esta redução na força contra-eletromotriz leva a uma ligeira redução na velocidade e garante um controle de velocidade estável.
Além disso, os motores CC shunt possuem excelente torque de partida, permitindo que eles dêem partida com eficiência mesmo sob cargas elevadas. Isto se deve ao alto torque gerado pela conexão dos enrolamentos de armadura e de campo em paralelo. Além disso, esses motores oferecem uma ampla faixa de controle de velocidade, permitindo ajustes precisos aos requisitos específicos da aplicação. No geral, as características distintivas dos motores CC shunt, incluindo seu controle de velocidade estável, alto torque de partida e controle de velocidade versátil, fazem deles a escolha preferida para inúmeras aplicações industriais e comerciais.
