Em máquinas elétricas, motor elétrico é qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica – baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.
A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerador ou por um dínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção. Os motores de tração usados em locomotivas executam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os freios dinâmicos. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada, chamados eletro diesel.
A maioria de motores elétricos trabalha pela interação entre campos eletromagnéticos, mas existem motores baseados em outros fenômenos eletromecânicos, tais como forças eletrostáticas. O princípio fundamental em que os motores eletromagnéticos são baseados é que há uma força mecânica em todo o fio quando está conduzindo corrente elétrica imersa em um campo magnético. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular ao fio e ao campo magnético. Em um motor giratório, há um elemento girando, o rotor. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor.
A maioria de motores magnéticos são giratórios, mas existem também os tipos lineares. Em um motor giratório, a parte giratória (geralmente no interior) é chamada de rotor, e a parte estacionária é chamada de estator.
O motor é constituído de eletroímãs ou imãs permanentes, que são posicionados no material ferromagnético que constitui o corpo do rotor, e geralmente bobinas de cobre são enroladas e adequadamente dispostas em volta do material ferromagnético que constitui o estator.
Tipos mais comuns
Motores de corrente contínua
Os motores de corrente contínua, ou motores DC, precisam de uma fonte de corrente contínua, neste caso pode ser necessário utilizar um circuito retificador para converter a corrente alternada, corrente fornecida pela concessionária de energia elétrica, para corrente contínua. Podem funcionar com velocidades ajustáveis entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no caso da alimentação usada ser contínua, como no caso das pilhas em dispositivos eletrônicos.
Motores de corrente alternada
Os motores de corrente alternada, ou motores AC, são os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada.
Seu princípio de funcionamento é baseado no campo girante, que surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicada em polos defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as correntes são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de polos possui o campo eletromagnético de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.
Os principais tipos são os motores:
Motor de indução: funciona normalmente com velocidade estável, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de inversores de frequência.
Motores elétricos de corrente alternada (CA), são motores alimentados por circuitos normalmente trifásicos de corrente alternada, transformando tensão e frequência em energia mecânica, já os motores de corrente contínua (CC), são motores alimentados por um polo positivo e outro negativo utilizando o mesmo principio do motor CA, utilizando campos eletromagnéticos para gerar energia mecânica e realizar o trabalho.
Basicamente ele utiliza os campos magnéticos para gerar força rotacional movendo o rotor através das bobinas elétricas em seu interior.
Estes motores são utilizados em diversos sistemas, seja para mover uma esteira como elevadores, possuem muitas aplicações, utilizados em residências e indústrias. São constituídos de dois componentes: estator e rotor.
Estator e rotor - fonte: internet
Estator: O estator é a parte fixa do motor, é um anel de metal com enrolamentos de fios de cobre isolados (bobinas) em um núcleo de aço.
Rotor: Consiste em uma haste, com barras condutoras uniformemente espaçadas em seu núcleo. Durante o trabalho, o rotor interage com o campo magnético gerando velocidade e torque. Ele está alojado dentro do involucro (parte externa) de forma a controlar o calor gerado e evitar danos.
A diferença entre o motor CA (Corrente Alternada) e CC (Corrente Contínua) além da forma de alimentação, é o controle de velocidade. Em motores CC, você varia a velocidade controlando a tensão aplicada sobre este motor, enquanto o motor CA você controla através da frequência e corrente aplicadas.
Motor de corrente contínua. Fonte: Internet
Normalmente motores CA são mais baratos e mais utilizados em aplicações de velocidade constante, enquanto os motores CC são utilizados quando você necessita de regulagem de velocidade a todo momento, exemplo: em uma esteira de produção, que a velocidade da esteira depende da produção, quanto maior a produção, mais rápida vai trabalhar.
Em ambientes industriais você consegue observar motores CA com inversores de frequência.
Veja abaixo no vídeo como um motor de indução funciona.
Motores Weg
Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas, encontradas na prática. Atualmente, é possível o controle da velocidade dos motores de indução com o auxílio de inversores de frequência.
O Motor elétrico Weg é o mais importante item de uso final de energia elétrica no país, tendo uma enorme participação no setor industrial. No Brasil, a quantidade de energia que os motores elétricos Weg geram é de aproximadamente 60% da energia elétrica total consumida no país.
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