3.5 Controle de velocidade

O controle da velocidade de uma máquina de corrente contínua passa essencialmente pela regulação da tensão aplicada na armadura ou pela diminuição da corrente aplicada no campo. Mas, como calcular a tensão na armadura? Para responder a essa pergunta, observe a fórmula explicada a seguir.

3.5.1 Tensão na armadura

O valor da tensão gerada na armadura pode ser calculado pela seguinte equação:

$$ E_{arm}= K \cdot \phi \cdot \omega $$

Onde:

$K$ – Constante do motor, já definida anteriormente;

$\phi$ – fluxo magnético (Wb);

$\omega$ – velocidade angular do eixo (rad/s), calculada a partir da equação:

$$ \omega = 2 \cdot \pi \cdot \frac{n(rpm)}{60} $$

Uma das técnicas usadas para a regulação de velocidade em motores CC depende diretamente da tensão aplicada à armadura (ver Figura 24). Nessa técnica, a tensão e a corrente são mantidas constantes no campo, o que faz o fluxo também permanecer constante. Já na armadura, a tensão é variada, fazendo com que a velocidade no eixo do rotor acompanhe a variação da tensão numa relação direta entre a tensão e a velocidade, de forma que o torque permaneça constante e a potência varie proporcionalmente com a velocidade.

A segunda maneira de controlar a velocidade é mantendo a tensão constante na armadura e diminuindo a corrente no campo (ver Figura 25). Assim, o fluxo diminuirá, aumentando a velocidade no rotor. Nessa técnica, a potência é que permanece constante enquanto a velocidade aumenta. Já o torque diminui, devido ao aumento da rotação do eixo. Esse modelo de aumento de velocidade do motor pela redução do fluxo é denominado “enfraquecimento de campo” e deverá ser utilizado em máquinas que não necessitem de torque constante ao longo de sua faixa de variação da velocidade.

Uma terceira técnica empregada no controle da velocidade associa as duas citadas anteriormente, ou seja, o controle da tensão aplicada na armadura e nas bobinas de campo. Por sua vez, essa técnica proporciona um controle integral do torque e a da velocidade do rotor (Figura 26).

Dizemos que o motor CC apresenta uma boa regulação de velocidade quando está operando para diferentes cargas e não varia sua velocidade.

O cálculo do percentual é feito a partir da velocidade real do eixo do motor e da sua velocidade nominal através da seguinte equação:

$$ \% reg. \frac{n(RPM)sem \, carga \,- \, n(RPM) \, com \, carga \, total}{n(RPM) \, com \, carga \, total} \cdot 100 $$