4.2 Procedimento do motor série

Nesse procedimento serão verificadas as características do motor série quanto à velocidade, ao torque, às respostas com carga e à corrente de armadura. Ele será apresentado em dois passos. Como estudado anteriormente, o motor série, caso parta sem carga, pode atingir velocidades perigosas em certas circunstâncias, portanto, siga todos os procedimentos corretamente antes de iniciar o experimento.

1º Passo – Para medir o torque e a velocidade na ponta do eixo do motor, serão necessários mais dois novos instrumentos: um dinamômetro, aparelho destinado a medir o torque de motores, e um tacômetro, que serve para medir a velocidade na ponta do eixo de motores. Execute a montagem do experimento de acordo com o desenho da Figura 28, deixando inicialmente a fonte desligada.

Como teremos de ligar o motor sempre com carga, devemos utilizar um dinamômetro acoplado a seu eixo. Esse dinamômetro deverá ser ajustado para metade do torque do motor, equivalente a 0,7 (N.m). Dessa forma, quando o motor for ligado, já terá uma carga com a metade do torque acoplada na ponta do eixo, contribuindo para ele não atingir velocidades perigosas.

2º Passo - Aumente gradualmente a tensão da fonte cc. Observe inicialmente o sentido de rotação do eixo do motor para que o mesmo esteja no mesmo sentido do dinamômetro, no caso contrário, desligue a fonte, inverta a ligação no enrolamento série e volte a ligar a fonte para confirmar o sentido da rotação.

Ajuste a fonte para 120 Vcc e faça a leitura do amperímetro e do tacômetro para o torque de 0,7 (N.m). Repita esse procedimento das leituras, variando o dinamômetro para pontos intermediários entre zero e 1,4 (N.m), ou seja, para 0,35(N.m), 1,0 (N.m) e 1,4 (N.m).

Anote os valores citados e faça uma tabela com esses dados, os quais devem ficar próximos ao da Tabela 1 mostrada abaixo. Observe que a velocidade do motor, quando está sem carga, é alta se comparada à nominal dele, por isso não devemos deixá-lo operar nessa velocidade por longos períodos e precisamos ligá-lo nessa condição durante pouco tempo.

Tabela 1 - Dados do experimento com variação da carga

U (volts)	Torque (N.m)	I (ampères)	Velocidade (RPM)
120	0	0,67	5275
120	0,35	1,54	2560
120	0,7	2	2031
120	1	2,45	1746
120	1,4	2,75	1524

Fonte: Adaptado de Carvalho (2011).

A partir dos dados da Tabela 1, foi gerado um gráfico com o eixo (Y) correspondendo à velocidade em rotações por minuto e com o eixo (X) correspondendo ao torque do motor em Newton-metro, como visto na Figura 29.

A construção do gráfico permitiu concluir que, ao regular o dinamômetro para o valor de 1,4 (N.m), a leitura da corrente ficou bem próxima à nominal do motor, garantindo que ele atingiu seu limite de torque e de potência.

Mesmo ajustando o dinamômetro para carga zero, existe uma carga aplicada ao motor, por isso ele não dispara e mantém a velocidade limitada em 5275 RPM. Essa carga não foi considerada no ensaio. Contudo, podemos concluir que o motor operando em vazio teve um aumento próximo a 300 % na sua velocidade.

A construção do gráfico permitiu concluir também que, ao ajustar o dinamômetro para o valor de torque de 1,0 (N.m), a regulação de velocidade do motor shunt pode ser calculada através da seguinte equação:

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

E ficou em: $\% reg.= 202 \%$.