Introdução
Os motores elétricos são responsáveis por converter energia elétrica em energia mecânica. É um dispositivo importante na indústria eletrônica e mecânica, pois desempenha um papel vital na construção de muitos aparelhos, ferramentas e máquinas eletrônicas. Este artigo será um guia para iniciantes para o mundo dos motores elétricos, pois analisará os diferentes tipos de motores elétricos, aplicações e muito mais.
O que são motores elétricos?
Os motores elétricos são dispositivos que transformam a energia elétrica em energia mecânica, geralmente usando o princípio eletromagnético. A maioria dos motores elétricos trabalha através da interação do campo magnético do motor e das correntes elétricas enrolaram em torno de um fio para gerar força na forma de torque fornecido no eixo do motor.
Os motores elétricos podem ser acionados por suprimentos de corrente direta (DC), como retificadores ou baterias ou suprimentos alternados de corrente (AC), como geradores elétricos, grades de energia ou inversores. Os motores elétricos podem ser classificados com base em seu tipo de fonte de alimentação, construção, aplicação e tipo de saída de movimento.
Os principais componentes dos motores elétricos
O motor elétrico tem partes diferentes, mas os principais componentes são:
- Rolamentos do motor elétrico: O rotor gira em seu eixo graças ao apoio de rolamentos da carcaça do motor. O rotor gira em seu eixo graças ao apoio de rolamentos da carcaça do motor.
- Rotor do motor elétrico: O rotor é um componente do motor que se move e gera energia mecânica. Basicamente, mantém condutores que transportam corrente e o campo magnético do estator aplica uma força para girar o eixo.
No entanto, outros rotores têm ímãs permanentes e o estator segura os condutores. Os ímãs permanentes fornecem alta eficiência em uma faixa de potência maior e velocidade de trabalho.
A lacuna de ar entre o rotor e o estator permite girar. A respiração da lacuna tem um efeito importante nas propriedades elétricas do motor. Geralmente é feito para ser o mais pequeno possível, pois uma grande lacuna pode resultar em desempenho fraco. Os motores elétricos funcionam com um baixo fator de potência principalmente devido ao seu design.
- Estator de motor elétrico:O estator circunda o rotor e abriga os ímãs de campo. Esses ímãs podem ser eletroímãs, compostas de fios da ferida em um núcleo ferromagnético de ferro ou ímãs permanentes. Eles geram um campo magnético que viaja pelo enrolamento do rotor, exercendo força nele. O núcleo de ferro do estator compreende várias folhas metálicas finas com isolamento, referido como laminações. As laminações reduzem a perda de energia, o que ocorre se um núcleo sólido for usado.
- Armatura do motor elétrico: A armadura é feita de fio de ferida em um núcleo ferromagnético. Quando uma corrente elétrica flui através de um fio, cria um campo magnético que exerce uma força lorentz no fio, fazendo com que o rotor gire e forneça saída mecânica. As bobinas de fio são enroladas em torno de um núcleo de ferro laminado para criar postes magnéticos quando fornecidos com corrente.
- Motor Electric Motor Commutador: Um comutador é um interruptor rotativo que reverte periodicamente o fluxo de corrente no enrolamento do rotor à medida que o eixo gira, fornecendo corrente alternada ou direta ao rotor. Consiste em um cilindro feito de várias seções de contato de metal na armadura. Os contatos elétricos conhecidos como escovas são utilizados para transferir corrente elétrica para o rotor. Esses pincéis são feitos de um material de condutor suave, como o carbono, que é pressionado ao comutador. À medida que o rotor gira, os pincéis criam contatos deslizantes com cada seção consecutiva do comutador, fornecendo corrente ao rotor. Além disso, os enrolamentos do fio do rotor são conectados às seções do comutador.
Tipos de motores elétricos
Existem vários tipos de motores elétricos, e todos diferem de como os condutores e o campo são organizados e também pelo controle que pode ser exercido sobre saídas mecânicas, torque, velocidade e posição. Alguns dos principais tipos de motores elétricos são discutidos abaixo.
- Motores DC
Um motor CC é qualquer máquina rotativa que converte energia elétrica da corrente direta (CC) em energia mecânica. Os motores CC foram comumente usados, pois podem ser alimentados por sistemas de iluminação de corrente direta. A velocidade do motor DC pode ser controlada em uma ampla faixa por um suprimento de tensão variável ou alterando a força de corrente em seu enrolamento de campo.
Pequenos motores CC são usados em aparelhos como ferramentas e brinquedos, enquanto os grandes são usados para a propulsão de elevadores e guinchos, veículos elétricos e unidades para moinhos de rolagem para aço.
- Motores CA.
Um motor CA é um motor elétrico que opera na corrente alternada. Possui um estator externo com bobinas que criam um campo magnético. Um rotor interno é conectado ao eixo para criar um segundo campo magnético giratório.
Existem dois tipos principais de motores CA: motores síncronos e de indução. A indução ou o motor assíncrono depende apenas de uma pequena diferença de velocidade entre a velocidade do eixo do rotor e o campo magnético giratório do estator chamado escorregamento, o que resulta na corrente do rotor no enrolamento CA do rotor.
- 12V motores
Um motor de 12V DC é acessível e pequeno, mas poderoso o suficiente para ser usado em muitas aplicações. Os motores CC 12V geralmente são escovados e podem operar sem usar escovas para mover a corrente elétrica. Uma propriedade única de um motor de 12V DC é sua tensão operacional.
- Motores de passo
Um motor de passo, também chamado de motor de etapa, é um dispositivo eletromecânico que converte pulsos elétricos em movimentos mecânicos precisos. Um motor CC sem escova divide uma revolução completa em várias etapas equivalentes. É caracterizada por converter uma série de pulsos de entrada ondas quadradas em incrementos definidos com precisão na posição rotacional do eixo.
Um motor de passo compreende eletromagnets dentais ao redor de um rotor central, que é uma peça de ferro em forma de engrenagem. Um microcontrolador ou um circuito de driver externo alimenta os eletroímãs.
- Motores industriais
Os motores elétricos industriais convertem energia elétrica em energia mecânica, produzindo força rotativa ou linear. Embora as correntes de CC aloçem alguns motores industriais, eles geralmente são alimentados por suprimentos alternados de corrente (AC), como grades de energia ou geradores.
Os componentes de um motor industrial incluem o rotor, o estator, a bobina, a lacuna de ar e o comutador. Outros tipos de motores que você precisa conhecer são motores monofásicos, motores servo, motores trifásicos, motores elétricos de 2hp, motores elétricos de 1hp e motores sem escova.
Aplicações de motores elétricos
Os motores elétricos são usados principalmente em várias aplicações, como ventiladores e máquinas -ferramentas, bombas, alternadores, ferramentas elétricas, motores, compressores, turbinas, moinhos de rolagem, navios e fábricas de papel.
O motor elétrico é importante em várias aplicações, como aquecimento CA de alta tensão, equipamentos de resfriamento e ventilação, veículos a motor e eletrodomésticos.
Os motores padronizados fornecem energia mecânica apropriada para uso industrial. As aplicações incluem máquinas -ferramentas, ferramentas elétricas, ventiladores industriais, sopradores e bombas, eletrodomésticos, veículos e drivers de disco.
Pequenos motores são comumente usados em relógios elétricos, enquanto a frenagem regenerativa é frequentemente utilizada em motores de tração. Os motores elétricos são usados para frenagem regenerativa em motores de tração ao contrário como geradores que recuperam a energia que, de outra forma, poderiam ser perdidos devido ao atrito e ao calor.