O que acontecerá a um motor CC em derivação se o seu circuito de campo abrir enquanto ele estiver em funcionamento?
Passo 1
O enunciado trata de um motor CC em derivação (shunt), ou seja, o enrolamento de campo está ligado em paralelo com o armadura. A pergunta é: o que acontece se, durante o funcionamento, o circuito de campo abrir (isto é,
vai a zero)? Para responder, vamos usar as equações fundamentais do motor CC: torque e força contraeletromotriz.
Passo 2
A torque eletromagnético é dado por
e a força contraeletromotriz pela
onde
é o fluxo de campo,
é a corrente de armadura,
é a velocidade angular,
é constante de máquina.
Passo 3
Se o circuito de campo abrir, o fluxo cai a praticamente zero (
). Então:
- Na equação do torque,
para qualquer finita. - Na equação da FEM,
a não ser que cresça muito.
Para a tensão de alimentação
fixa, vale
já que
.
Passo 4
Como
é quase zero, para a máquina gerar FEM suficiente para equilibrar
ela precisa acelerar (aumentar
) até que a perda ôhmica
chegue em
. Isso leva a:
- Corrente de armadura no máximo possível (
). - Aceleração “desenfreada” da velocidade (runaway), limitada só por atrito e saturação magnética.
- Sobrecarga e aquecimento do enrolamento de armadura, risco de quebra mecânica por overspeed.
Resposta
Quando o circuito de campo abrir, o motor perderá fluxo, a corrente de armadura irá a
e a velocidade irá crescer de forma descontrolada (velocidade de fuga), com alto risco de aquecimento e danos mecânicos.