3.2 Ajustes no motor CC

O ajuste da linha neutra do motor CC será necessário quando as bobinas da armadura se deslocarem passando por uma zona intermediária entre os polos. Essa zona terá seu ponto máximo quando a bobina da armadura estiver totalmente perpendicular às linhas do campo fixo. Nessa posição a ação do campo fixo não atuará sobre a armadura e não haverá mais a força magnetomotriz.

É nesse instante que devemos desligar a fonte de alimentação da armadura para inverter a polaridade no comutador, evitando, assim, a geração de faíscas (arco elétrico) no comutador e o desgaste prematuro das escovas.

A maneira simples de fazer esse ajuste consiste em aplicarmos uma tensão alternada nas bobinas da armadura, cerca de 50% da tensão nominal do motor, e medirmos a tensão induzida na bobina do estator (shunt). Dessa forma, a armadura se assemelharia ao primário do transformador e o shunt, ao secundário.

A posição ideal do ajuste é obtida quando ocorrer o valor zero da conversão de energia, ou seja, quando posicionar as escovas na região onde o campo magnético gerado na armadura induza a menor corrente no shunt. A representação esquemática desse circuito pode ser vista na Figura 18.

3.3 Equações das Máquinas CC

No estudo teórico da máquina CC são utilizadas equações fundamentais da máquina CC que levam em conta o fluxo magnético na máquina ($\phi$), a corrente na armadura ($I_a$), a velocidade angular ($\omega$) e uma constante da máquina denominada de ($K$). As duas principais equações são: o torque, também chamado de conjugado ou binário, que representa a força disponibilizada pelo motor na ponta do seu eixo para poder movimentar as cargas a ele acopladas; e a tensão aplicada ao enrolamento da armadura, que é responsável pelo controle da velocidade do motor.

3.3.1 Torque

A obtenção de torque em motores elétricos rotativos, devido à conversão eletromecânica de energia (elétrica em mecânica ou vice-versa), se dá pela interação dos fluxos do estator e do rotor, a qual, neste texto, é denominada torque eletromecânico -Tem.

Para que o torque desenvolvido seja unidirecional (e, assim, o rotor gire continuamente), cada polo indutor deve interagir sempre com o mesmo fluxo produzido pela corrente nos condutores da armadura, o que significa dizer que as correntes nos condutores sob uma determinada região polar devem ter sempre o mesmo sentido. O torque eletromecânico “Tem” desenvolvido se inverte quando somente a corrente de excitação ou a corrente de armadura é invertida: no primeiro caso, os polos do campo indutor são invertidos e, no segundo caso, invertem-se os polos da armadura. Se, por acaso, os dois fluxos são invertidos, o sentido do torque se mantém.

O torque pode ser calculado através da seguinte fórmula:

$$T = K \cdot \phi \cdot I_a (N \cdot m) \, Newton \, metro, $$

Onde:

$T$ – Torque do motor (N.m);

$\phi$ – Fluxo magnético (Wb);

$I_a$ – Corrente na armadura (A);

$K$ – Constante do motor, que pode ser calculada por:

$$ K = \frac{P \cdot Z}{2 \cdot a \cdot \pi} $$

Onde:

$P$ – Número de polos do motor;

$Z$ – Número de condutores da armadura;

$a$ – Número de caminhos paralelos dos condutores da armadura.

O valor de “$a$” depende do tipo de enrolamento. Para motores com o enrolamento imbricado (empilhado), o valor de “a” é igual ao do número de polos.