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Motor elétrico, tipos e operação

Motor elétrico, tipos e operação

O motor elétrico é uma máquina eletrotécnica que converte energia elétrica em energia mecânica. Ou seja, quando o motor elétrico é conectado à fonte de alimentação adequada, ele passa a girar, o que também passa a girar a máquina ou a máquina a ela associada. Ou seja, funciona ao contrário do gerador elétrico, que produz energia elétrica com energia mecânica.

O motor elétrico foi possibilitado pelas descobertas de Franz Ernst Neumann e James Clerk Maxwell. Suas descobertas foram publicadas nos anos de 1841 e 1873.

Quais são os tipos de motores elétricos?

Os motores elétricos podem ser distinguidos entre eles de acordo com o tipo de corrente de alimentação:

  • Motores elétricos DC.
  • Motores elétricos de corrente alternada.

O motor elétrico de corrente contínua pode, por sua vez, ser um motor de indução permanente ou um motor de indução contínua. Por outro lado, o motor de corrente alternada pode ser classificado em motor universal, motor síncrono ou motor assíncrono. Além dessas classificações mais gerais, existem também outros tipos de motores mais modernos, como motores de passo e motores lineares.

Como funciona um motor elétrico?

Como funciona um motor elétrico? O funcionamento de um motor elétrico varia de acordo com o tipo de motor do qual faz parte.

Operação de um motor de corrente contínua com indução permanente

O motor DC é o motor mais simples. Indo de fora para dentro do motor, encontramos:

  • A carcaça ou cárter, que possui um sistema de fixação na bancada ou chassi. No cárter existe um conjunto denominado estator ou indutor que é constituído por uma placa de suporte e alguns ímanes ou eletroímãs.
  • O rotor, que é formado por um núcleo de folhas em um eixo que sustenta tudo. O eixo é cercado por uma série de enrolamentos que são conectados às faixas do manifold. A corrente elétrica é recebida pelas fendas do coletor. Tudo isso é sustentado pelos mancais nas extremidades do cárter.
  • De um lado do eixo está a polia. A polia é um anel dentado ou acoplamento que transmite a energia mecânica a ser utilizada.

Quando a corrente passa pelas escovas para o coletor, uma corrente elétrica é passada pelos condutores das bobinas, que pela regra da mão esquerda (lembre-se que estão submersos no campo do estator), cria uma força lateral, e a soma de todos eles nos dá o torque que faz girar o rotor ou o conjunto do motor. Através do coletor, a corrente é fornecida às bobinas apropriadas para que este par seja o mais forte possível. Eles são os motores que estão em dispositivos movidos por células ou baterias.

Motor DC com indução variável e corrente alternada universal

É o mesmo que o motor com indução permanente, mas neste caso o que produz o campo são bobinas que funcionam como um eletroímã, e são conectadas ao rotor em série ou em paralelo. Este motor também funciona com corrente alternada monofásica. O exemplo mais comum são os motores de eletrodomésticos em uso normal.

Motor elétrico AC assíncrono

Em um motor assíncrono, existem três grupos de enrolamentos no estator. Esses enrolamentos correspondem às três fases da corrente alternada comercial, e o rotor, em vez do coletor, carrega três anéis, que são conectados aos enrolamentos do rotor. Este tipo de motor elétrico funciona pelo mesmo princípio, porém devido ao deslocamento entre as fases, é produzido um campo giratório que de certa forma aciona o rotor.

Um caso particular muito utilizado é o motor de gaiola de esquilo, por se tratar de um motor muito simples. Em que o fino e os enrolamentos do rotor são substituídos por hastes com anéis nas extremidades que unem as hastes, daí seu nome.

Nos motores assíncronos de corrente alternada, os enrolamentos podem ser conectados de duas formas: Em estrela, quando uma das pontas das bobinas é comum e a outra conectada a cada uma das fases. A outra é em triângulo, quando as pontas das bobinas estão conectadas entre si e em uma fase. A troca de duas fases causa uma reversão do sentido de rotação.

É o motor mais comumente usado na indústria, com o sistema de partida estrela delta.

Motor elétrico de corrente alternada síncrona

O motor síncrono tem esse nome porque a velocidade de rotação está relacionada à frequência da corrente de alimentação. Essa característica se deve ao fato de o rotor ser alimentado com corrente contínua, sendo acionado pelo campo giratório produzido pelas bobinas do estator.

Normalmente, este motor de corrente alternada tem um dínamo acoplado no mesmo eixo do motor para alimentar o rotor. Como a velocidade varia com a frequência e que permite fixar o torque do motor com um consumo mínimo, por estar acoplado a um oscilador sua velocidade pode ser variada com muita facilidade, por isso é utilizado em sistemas de tração (AVE-TGV).

Motor de passo

O motor de passo é alimentado por corrente contínua, e o rotor contém uma série de ímãs permanentes, que são acionados pelas bobinas do estator, que são governadas por eletrônica de potência, determinando o ângulo de rotação, que tem controle proporcional., São extremamente precisos em o ângulo de rotação ou posição. Esses motores são amplamente usados ​​em servos de movimento de máquinas de controle numérico ou em motores de leitura / gravação de discos rígidos de computador.

Motor linear

Basicamente, um motor linear é um motor assíncrono que foi desenvolvido, então ao invés de criar um torque giratório, ele cria um deslocamento linear, devido ao deslocamento das fases. Esses motores são divididos em dois grandes grupos:

  • Aqueles de aceleração lenta que são usados ​​no transporte Sky Train, Maglev, etc.
  • DE aceleração rápida usado em armas como o canhão magnético e artefatos espaciais.

Dentro da mesma categoria estão as bombas de indução eletromagnética que permitem a circulação de fluidos condutores. Os primeiros testes foram feitos com mercúrio, depois com uma mistura de sódio e potássio, tendo em vista a circulação de sódio para resfriamento em algumas usinas nucleares.

História dos motores elétricos

Em 1821, após a descoberta do fenômeno do eletromagnetismo pelo químico dinamarquês Hans Christian Ørsted, o físico inglês Michael Faraday construiu dois dispositivos para produzir o que chamou de rotação eletromagnética. Esses dispositivos consistem no movimento circular contínuo de um campo magnético em torno de um fio. Ao fazer a demonstração, a primeira descrição foi a do atual motor elétrico, corrente alternada, patenteado em 1887 pelo físico sérvio Nikola Tesla.

Em 1822, Peter Barlow criou a roda Barlow. A roda de Barlow é um widget que consiste em um disco de metal cortado em uma estrela, as extremidades da estrela estão submersas em um espaço de ar contendo mercúrio. A função do mercúrio é garantir a passagem da corrente.

O primeiro switch utilizável foi inventado em 1832 por William Sturgeon. Mais tarde, em 1834, o Sr. Thomas Davenport fez um motor de corrente contínua com esta invenção. O motor de corrente contínua foi patenteado em 1837. O alto custo das baterias não permitiu que esses motores elétricos tivessem um sucesso inicial significativo.

Não está muito claro quem é o pai das máquinas assíncronas. Este título é disputado por três inventores: Nikola Tesla, Galileo Ferraris e Michail Ossipowitsch.

Em 1887, o físico Nikola Tesla registrou uma patente da máquina assíncrona. No ano seguinte, ele entrou com mais 5 patentes para uma máquina elétrica assíncrona. Enquanto isso, Galileo Ferraris publicou tratados sobre máquinas rotativas.

Em 1885, Ferraris publicou um experimento e posteriormente publicou uma teoria sobre o motor assíncrono em abril de 1888. Finalmente, em 1889, um eletricista alemão de origem russa chamado Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski inventou o primeiro motor de gaiola de esquilo com corrente trifásica assíncrona. Este último motor elétrico foi construído industrialmente a partir de 1891.

Autor:
Data de Publicação: 10 de novembro de 2016
Última Revisão: 23 de novembro de 2018