tipos de motores elétricos
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Assunto
Tipos de Motores Eleacutetricos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 1Renato da Silva Amorim
Tipos de motores Eleacutetricos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 2Renato da Silva Amorim
Motores de Corrente Alternada
Satildeo os mais utilizados porque a distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute feita normalmente em corrente alternada Os
principais tipos satildeo
Motor siacutencrono Funciona com velocidade fixa utilizado somente para grandes potecircncias (devido ao seu alto
custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invariaacutevel
Motor de induccedilatildeo(assiacutencrono) Funciona normalmente com velocidade constante que varia ligeiramente com
a carga mecacircnica aplicada ao eixo Devido a sua grande simplicidade robustez e baixo custo eacute o motor mais
utilizado de todos sendo adequado para quase todos os tipos de maacutequinas acionadas encontradas na praacutetica
Atualmente eacute possiacutevel controlarmos a velocidade dos motores de induccedilatildeo com o auxiacutelio de inversores de
frequumlecircncia
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 3Renato da Silva Amorim
Constituiccedilatildeo do Motor de Induccedilatildeo
O motor assiacutencrono eacute constituiacutedo basicamente pelos seguintes elementos um circuito magneacutetico estaacutetico
constituiacutedo por chapas ferromagneacuteticas empilhadas e isoladas entre si ao qual se daacute o nome de estator por
bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada por um rotor
constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico tambeacutem laminado sobre o qual se encontra um enrolamento ou um
conjunto de condutores paralelos nos quais satildeo induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das
bobinas do estator
O rotor eacute apoiado num veio que por sua vez transmite agrave carga a energia mecacircnica produzida O entreferro
(distacircncia entre o rotor e o estator) eacute bastante reduzido de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as
perdas mas tambeacutem para aumentar o fator de potecircncia em vazio
Como exemplo apresentamos a projeccedilatildeo dos diversos elementos o motor assiacutencrono de rotor em gaiola de
esquilo
Funcionamento de um Motor Assiacutencrono
A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator satildeo sujeitos a uma corrente
alternada gera-se um campo magneacutetico no estator consequentemente no rotor surge uma forccedila eletromotriz
induzida devido ao fluxo magneacutetico variaacutevel que atravessa o rotor A fem induzida daacute origem a uma corrente
induzida no rotor que tende a opor-se agrave causa que lhe deu origem criando assim um movimento giratoacuterio no
rotor
Como podemos constatar o princiacutepio de funcionamento do motor de induccedilatildeo baseia-se em duas leis do
Eletromagnetismo a Lei de Lenz e a Lei de Faraday
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Faraday Sempre que atraveacutes da superfiacutecie abraccedilada por um circuito tiver lugar uma variaccedilatildeo de fluxo gera-
se nesse circuito uma forccedila eletromotriz induzida Se o circuito eacute fechado seraacute percorrido por uma corrente
induzida
Lenz O sentido da corrente induzida eacute tal que esta pelas suas accedilotildees magneacuteticas tende sempre a opor-se agrave
causa que lhe deu origem
Explicaccedilatildeo Teoacuterica
O motor eleacutetrico transforma a potecircncia eleacutetrica fornecida em potecircncia mecacircnica e uma reduzida percentagem
em perdas
As perdas que satildeo inerentes ao processo de transformaccedilatildeo satildeo quantificadas atraveacutes do rendimento (mais agrave
frente analisamos melhor os vaacuterios tipos de perdas nos motores)
A Potecircncia Mecacircnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor O torque eacute
consequumlecircncia direta do efeito originado pela induccedilatildeo magneacutetica do estator em interaccedilatildeo com a do rotor
T = K Best Brot sen _
T = Torque
K - Constante
Best - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo estator
Brot - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo rotor
_ - acircngulo entre Best e Brot
A velocidade de um motor de induccedilatildeo eacute essencialmente determinada pela frequecircncia da energia fornecida ao
motor e pelo numero de pares de poacutelos existentes no estator
No motor assiacutencrono ou de induccedilatildeo o campo girante roda a velocidade siacutencrona como nos motores siacutencronos
A velocidade do campo girante obtecircm-se pela seguinte expressatildeo
Curso Teacutecnico em Plaacutesticos - Jorge Eduardo Uliana - jorgeeuterracombr 8
Motores de Induccedilatildeo Monofaacutesicos
Os motores monofaacutesicos satildeo assim chamados porque os seus enrolamentos de campo satildeo ligados diretamente a
uma fonte monofaacutesica Os motores de induccedilatildeo monofaacutesicos satildeo a alternativa natural aos motores de induccedilatildeo
trifaacutesicos nos locais onde natildeo se dispotildee de alimentaccedilatildeo trifaacutesica como residecircncias escritoacuterios oficinas e em
zonas rurais Apenas se justifica a sua utilizaccedilatildeo para baixas potecircncias (1 a 2 KW)
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Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
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Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
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meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
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Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
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O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
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Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
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Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
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Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
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Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
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Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Tipos de motores Eleacutetricos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 2Renato da Silva Amorim
Motores de Corrente Alternada
Satildeo os mais utilizados porque a distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute feita normalmente em corrente alternada Os
principais tipos satildeo
Motor siacutencrono Funciona com velocidade fixa utilizado somente para grandes potecircncias (devido ao seu alto
custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invariaacutevel
Motor de induccedilatildeo(assiacutencrono) Funciona normalmente com velocidade constante que varia ligeiramente com
a carga mecacircnica aplicada ao eixo Devido a sua grande simplicidade robustez e baixo custo eacute o motor mais
utilizado de todos sendo adequado para quase todos os tipos de maacutequinas acionadas encontradas na praacutetica
Atualmente eacute possiacutevel controlarmos a velocidade dos motores de induccedilatildeo com o auxiacutelio de inversores de
frequumlecircncia
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 3Renato da Silva Amorim
Constituiccedilatildeo do Motor de Induccedilatildeo
O motor assiacutencrono eacute constituiacutedo basicamente pelos seguintes elementos um circuito magneacutetico estaacutetico
constituiacutedo por chapas ferromagneacuteticas empilhadas e isoladas entre si ao qual se daacute o nome de estator por
bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada por um rotor
constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico tambeacutem laminado sobre o qual se encontra um enrolamento ou um
conjunto de condutores paralelos nos quais satildeo induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das
bobinas do estator
O rotor eacute apoiado num veio que por sua vez transmite agrave carga a energia mecacircnica produzida O entreferro
(distacircncia entre o rotor e o estator) eacute bastante reduzido de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as
perdas mas tambeacutem para aumentar o fator de potecircncia em vazio
Como exemplo apresentamos a projeccedilatildeo dos diversos elementos o motor assiacutencrono de rotor em gaiola de
esquilo
Funcionamento de um Motor Assiacutencrono
A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator satildeo sujeitos a uma corrente
alternada gera-se um campo magneacutetico no estator consequentemente no rotor surge uma forccedila eletromotriz
induzida devido ao fluxo magneacutetico variaacutevel que atravessa o rotor A fem induzida daacute origem a uma corrente
induzida no rotor que tende a opor-se agrave causa que lhe deu origem criando assim um movimento giratoacuterio no
rotor
Como podemos constatar o princiacutepio de funcionamento do motor de induccedilatildeo baseia-se em duas leis do
Eletromagnetismo a Lei de Lenz e a Lei de Faraday
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 4Renato da Silva Amorim
Faraday Sempre que atraveacutes da superfiacutecie abraccedilada por um circuito tiver lugar uma variaccedilatildeo de fluxo gera-
se nesse circuito uma forccedila eletromotriz induzida Se o circuito eacute fechado seraacute percorrido por uma corrente
induzida
Lenz O sentido da corrente induzida eacute tal que esta pelas suas accedilotildees magneacuteticas tende sempre a opor-se agrave
causa que lhe deu origem
Explicaccedilatildeo Teoacuterica
O motor eleacutetrico transforma a potecircncia eleacutetrica fornecida em potecircncia mecacircnica e uma reduzida percentagem
em perdas
As perdas que satildeo inerentes ao processo de transformaccedilatildeo satildeo quantificadas atraveacutes do rendimento (mais agrave
frente analisamos melhor os vaacuterios tipos de perdas nos motores)
A Potecircncia Mecacircnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor O torque eacute
consequumlecircncia direta do efeito originado pela induccedilatildeo magneacutetica do estator em interaccedilatildeo com a do rotor
T = K Best Brot sen _
T = Torque
K - Constante
Best - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo estator
Brot - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo rotor
_ - acircngulo entre Best e Brot
A velocidade de um motor de induccedilatildeo eacute essencialmente determinada pela frequecircncia da energia fornecida ao
motor e pelo numero de pares de poacutelos existentes no estator
No motor assiacutencrono ou de induccedilatildeo o campo girante roda a velocidade siacutencrona como nos motores siacutencronos
A velocidade do campo girante obtecircm-se pela seguinte expressatildeo
Curso Teacutecnico em Plaacutesticos - Jorge Eduardo Uliana - jorgeeuterracombr 8
Motores de Induccedilatildeo Monofaacutesicos
Os motores monofaacutesicos satildeo assim chamados porque os seus enrolamentos de campo satildeo ligados diretamente a
uma fonte monofaacutesica Os motores de induccedilatildeo monofaacutesicos satildeo a alternativa natural aos motores de induccedilatildeo
trifaacutesicos nos locais onde natildeo se dispotildee de alimentaccedilatildeo trifaacutesica como residecircncias escritoacuterios oficinas e em
zonas rurais Apenas se justifica a sua utilizaccedilatildeo para baixas potecircncias (1 a 2 KW)
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 5Renato da Silva Amorim
Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 6Renato da Silva Amorim
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Motores de Corrente Alternada
Satildeo os mais utilizados porque a distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute feita normalmente em corrente alternada Os
principais tipos satildeo
Motor siacutencrono Funciona com velocidade fixa utilizado somente para grandes potecircncias (devido ao seu alto
custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invariaacutevel
Motor de induccedilatildeo(assiacutencrono) Funciona normalmente com velocidade constante que varia ligeiramente com
a carga mecacircnica aplicada ao eixo Devido a sua grande simplicidade robustez e baixo custo eacute o motor mais
utilizado de todos sendo adequado para quase todos os tipos de maacutequinas acionadas encontradas na praacutetica
Atualmente eacute possiacutevel controlarmos a velocidade dos motores de induccedilatildeo com o auxiacutelio de inversores de
frequumlecircncia
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 3Renato da Silva Amorim
Constituiccedilatildeo do Motor de Induccedilatildeo
O motor assiacutencrono eacute constituiacutedo basicamente pelos seguintes elementos um circuito magneacutetico estaacutetico
constituiacutedo por chapas ferromagneacuteticas empilhadas e isoladas entre si ao qual se daacute o nome de estator por
bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada por um rotor
constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico tambeacutem laminado sobre o qual se encontra um enrolamento ou um
conjunto de condutores paralelos nos quais satildeo induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das
bobinas do estator
O rotor eacute apoiado num veio que por sua vez transmite agrave carga a energia mecacircnica produzida O entreferro
(distacircncia entre o rotor e o estator) eacute bastante reduzido de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as
perdas mas tambeacutem para aumentar o fator de potecircncia em vazio
Como exemplo apresentamos a projeccedilatildeo dos diversos elementos o motor assiacutencrono de rotor em gaiola de
esquilo
Funcionamento de um Motor Assiacutencrono
A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator satildeo sujeitos a uma corrente
alternada gera-se um campo magneacutetico no estator consequentemente no rotor surge uma forccedila eletromotriz
induzida devido ao fluxo magneacutetico variaacutevel que atravessa o rotor A fem induzida daacute origem a uma corrente
induzida no rotor que tende a opor-se agrave causa que lhe deu origem criando assim um movimento giratoacuterio no
rotor
Como podemos constatar o princiacutepio de funcionamento do motor de induccedilatildeo baseia-se em duas leis do
Eletromagnetismo a Lei de Lenz e a Lei de Faraday
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 4Renato da Silva Amorim
Faraday Sempre que atraveacutes da superfiacutecie abraccedilada por um circuito tiver lugar uma variaccedilatildeo de fluxo gera-
se nesse circuito uma forccedila eletromotriz induzida Se o circuito eacute fechado seraacute percorrido por uma corrente
induzida
Lenz O sentido da corrente induzida eacute tal que esta pelas suas accedilotildees magneacuteticas tende sempre a opor-se agrave
causa que lhe deu origem
Explicaccedilatildeo Teoacuterica
O motor eleacutetrico transforma a potecircncia eleacutetrica fornecida em potecircncia mecacircnica e uma reduzida percentagem
em perdas
As perdas que satildeo inerentes ao processo de transformaccedilatildeo satildeo quantificadas atraveacutes do rendimento (mais agrave
frente analisamos melhor os vaacuterios tipos de perdas nos motores)
A Potecircncia Mecacircnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor O torque eacute
consequumlecircncia direta do efeito originado pela induccedilatildeo magneacutetica do estator em interaccedilatildeo com a do rotor
T = K Best Brot sen _
T = Torque
K - Constante
Best - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo estator
Brot - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo rotor
_ - acircngulo entre Best e Brot
A velocidade de um motor de induccedilatildeo eacute essencialmente determinada pela frequecircncia da energia fornecida ao
motor e pelo numero de pares de poacutelos existentes no estator
No motor assiacutencrono ou de induccedilatildeo o campo girante roda a velocidade siacutencrona como nos motores siacutencronos
A velocidade do campo girante obtecircm-se pela seguinte expressatildeo
Curso Teacutecnico em Plaacutesticos - Jorge Eduardo Uliana - jorgeeuterracombr 8
Motores de Induccedilatildeo Monofaacutesicos
Os motores monofaacutesicos satildeo assim chamados porque os seus enrolamentos de campo satildeo ligados diretamente a
uma fonte monofaacutesica Os motores de induccedilatildeo monofaacutesicos satildeo a alternativa natural aos motores de induccedilatildeo
trifaacutesicos nos locais onde natildeo se dispotildee de alimentaccedilatildeo trifaacutesica como residecircncias escritoacuterios oficinas e em
zonas rurais Apenas se justifica a sua utilizaccedilatildeo para baixas potecircncias (1 a 2 KW)
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 5Renato da Silva Amorim
Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 6Renato da Silva Amorim
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Constituiccedilatildeo do Motor de Induccedilatildeo
O motor assiacutencrono eacute constituiacutedo basicamente pelos seguintes elementos um circuito magneacutetico estaacutetico
constituiacutedo por chapas ferromagneacuteticas empilhadas e isoladas entre si ao qual se daacute o nome de estator por
bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada por um rotor
constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico tambeacutem laminado sobre o qual se encontra um enrolamento ou um
conjunto de condutores paralelos nos quais satildeo induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das
bobinas do estator
O rotor eacute apoiado num veio que por sua vez transmite agrave carga a energia mecacircnica produzida O entreferro
(distacircncia entre o rotor e o estator) eacute bastante reduzido de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as
perdas mas tambeacutem para aumentar o fator de potecircncia em vazio
Como exemplo apresentamos a projeccedilatildeo dos diversos elementos o motor assiacutencrono de rotor em gaiola de
esquilo
Funcionamento de um Motor Assiacutencrono
A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator satildeo sujeitos a uma corrente
alternada gera-se um campo magneacutetico no estator consequentemente no rotor surge uma forccedila eletromotriz
induzida devido ao fluxo magneacutetico variaacutevel que atravessa o rotor A fem induzida daacute origem a uma corrente
induzida no rotor que tende a opor-se agrave causa que lhe deu origem criando assim um movimento giratoacuterio no
rotor
Como podemos constatar o princiacutepio de funcionamento do motor de induccedilatildeo baseia-se em duas leis do
Eletromagnetismo a Lei de Lenz e a Lei de Faraday
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 4Renato da Silva Amorim
Faraday Sempre que atraveacutes da superfiacutecie abraccedilada por um circuito tiver lugar uma variaccedilatildeo de fluxo gera-
se nesse circuito uma forccedila eletromotriz induzida Se o circuito eacute fechado seraacute percorrido por uma corrente
induzida
Lenz O sentido da corrente induzida eacute tal que esta pelas suas accedilotildees magneacuteticas tende sempre a opor-se agrave
causa que lhe deu origem
Explicaccedilatildeo Teoacuterica
O motor eleacutetrico transforma a potecircncia eleacutetrica fornecida em potecircncia mecacircnica e uma reduzida percentagem
em perdas
As perdas que satildeo inerentes ao processo de transformaccedilatildeo satildeo quantificadas atraveacutes do rendimento (mais agrave
frente analisamos melhor os vaacuterios tipos de perdas nos motores)
A Potecircncia Mecacircnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor O torque eacute
consequumlecircncia direta do efeito originado pela induccedilatildeo magneacutetica do estator em interaccedilatildeo com a do rotor
T = K Best Brot sen _
T = Torque
K - Constante
Best - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo estator
Brot - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo rotor
_ - acircngulo entre Best e Brot
A velocidade de um motor de induccedilatildeo eacute essencialmente determinada pela frequecircncia da energia fornecida ao
motor e pelo numero de pares de poacutelos existentes no estator
No motor assiacutencrono ou de induccedilatildeo o campo girante roda a velocidade siacutencrona como nos motores siacutencronos
A velocidade do campo girante obtecircm-se pela seguinte expressatildeo
Curso Teacutecnico em Plaacutesticos - Jorge Eduardo Uliana - jorgeeuterracombr 8
Motores de Induccedilatildeo Monofaacutesicos
Os motores monofaacutesicos satildeo assim chamados porque os seus enrolamentos de campo satildeo ligados diretamente a
uma fonte monofaacutesica Os motores de induccedilatildeo monofaacutesicos satildeo a alternativa natural aos motores de induccedilatildeo
trifaacutesicos nos locais onde natildeo se dispotildee de alimentaccedilatildeo trifaacutesica como residecircncias escritoacuterios oficinas e em
zonas rurais Apenas se justifica a sua utilizaccedilatildeo para baixas potecircncias (1 a 2 KW)
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 5Renato da Silva Amorim
Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 6Renato da Silva Amorim
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Faraday Sempre que atraveacutes da superfiacutecie abraccedilada por um circuito tiver lugar uma variaccedilatildeo de fluxo gera-
se nesse circuito uma forccedila eletromotriz induzida Se o circuito eacute fechado seraacute percorrido por uma corrente
induzida
Lenz O sentido da corrente induzida eacute tal que esta pelas suas accedilotildees magneacuteticas tende sempre a opor-se agrave
causa que lhe deu origem
Explicaccedilatildeo Teoacuterica
O motor eleacutetrico transforma a potecircncia eleacutetrica fornecida em potecircncia mecacircnica e uma reduzida percentagem
em perdas
As perdas que satildeo inerentes ao processo de transformaccedilatildeo satildeo quantificadas atraveacutes do rendimento (mais agrave
frente analisamos melhor os vaacuterios tipos de perdas nos motores)
A Potecircncia Mecacircnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor O torque eacute
consequumlecircncia direta do efeito originado pela induccedilatildeo magneacutetica do estator em interaccedilatildeo com a do rotor
T = K Best Brot sen _
T = Torque
K - Constante
Best - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo estator
Brot - Induccedilatildeo magneacutetica criada pelo rotor
_ - acircngulo entre Best e Brot
A velocidade de um motor de induccedilatildeo eacute essencialmente determinada pela frequecircncia da energia fornecida ao
motor e pelo numero de pares de poacutelos existentes no estator
No motor assiacutencrono ou de induccedilatildeo o campo girante roda a velocidade siacutencrona como nos motores siacutencronos
A velocidade do campo girante obtecircm-se pela seguinte expressatildeo
Curso Teacutecnico em Plaacutesticos - Jorge Eduardo Uliana - jorgeeuterracombr 8
Motores de Induccedilatildeo Monofaacutesicos
Os motores monofaacutesicos satildeo assim chamados porque os seus enrolamentos de campo satildeo ligados diretamente a
uma fonte monofaacutesica Os motores de induccedilatildeo monofaacutesicos satildeo a alternativa natural aos motores de induccedilatildeo
trifaacutesicos nos locais onde natildeo se dispotildee de alimentaccedilatildeo trifaacutesica como residecircncias escritoacuterios oficinas e em
zonas rurais Apenas se justifica a sua utilizaccedilatildeo para baixas potecircncias (1 a 2 KW)
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 5Renato da Silva Amorim
Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 6Renato da Silva Amorim
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Entre os vaacuterios tipos de motores eleacutetricos monofaacutesicos os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela
simplicidade de fabricaccedilatildeo e principalmente pela robustez e manutenccedilatildeo reduzida Por terem somente uma
fase de alimentaccedilatildeo natildeo possuem um campo girante como os motores trifaacutesicos mas sim um campo magneacutetico
pulsante Isto impede que tenham torque de arranque tendo em conta que no rotor se induzem campos
magneacuteticos alinhados com o campo do estator Para solucionar o problema de arranque utilizam-se
enrolamentos auxiliares que satildeo dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictiacutecia
permitindo a formaccedilatildeo do campo girante necessaacuterio para o arranque
Tipos de Motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
1048766 Motor de Poacutelos Sombreados
1048766 Motor de Fase Dividida
1048766 Motor de Condensador de Partida
1048766 Motor de Condensador Permanente
1048766 Motor com dois Condensadores
Motor de Poacutelos Sombreados
O motor de poacutelos sombreados tambeacutem chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole) graccedilas ao seu
processo de arranque eacute o mais simples fiaacutevel e econocircmico dos motores de induccedilatildeo monofaacutesicos
Construtivamente existem diversos tipos sendo que uma das formas mais comuns eacute a de poacutelos salientes Cada
poacutelo vai ter uma parte (em geral 25 a 35 do mesmo) eacute abraccedilada por uma espira de cobre em curto-circuito
A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relaccedilatildeo ao fluxo da
parte natildeo abraccedilada pela mesma
O resultado disto sbquo semelhante a um campo girante que se move na direccedilatildeo da parte natildeo abraccedilada para a parte
abraccedilada do poacutelo produzindo o torque tingir a rotaccedilatildeo nominal
O sentido de rotaccedilatildeo portanto depende do lado em que se situa a parte abraccedilada do poacutelo Consequentemente o
motor de campo distorcido apresenta um uacutenico sentido de rotaccedilatildeo Este geralmente pode ser invertido
mudando-se a posiccedilatildeo da ponta de eixo do rotor em relaccedilatildeo ao estator Existem outros meacutetodos para se obter
inversatildeo de rotaccedilatildeo mas muito mais dispendiosos Quanto ao desempenho os motores de campo distorcido
apresentam baixo torque de arranque (15 a 50 do nominal) baixo rendimento e baixo fator de potecircncia
Devido a esse fato eles satildeo normalmente fabricados para pequenas potecircncias que vatildeo de alguns mileacutesimos de
cv a 14 cvPela sua simplicidade robustez e baixo custo satildeo ideais em aplicaccedilotildees tais como movimentaccedilatildeo de
ar (ventiladores exaustores purificadores de ambiente unidades de refrigeraccedilatildeo secadores de roupa e de
cabelo) pequenas bombas e compressores projetores de slides gira-discos e aplicaccedilotildees domeacutesticas Apesar de
sua aparente simplicidade o projeto deste tipo de motor eacute de extrema complexidade envolvendo conceitos de
duplo campo girante campos cruzados e complexa teoria eletromagneacutetica
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 6Renato da Silva Amorim
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Motor de Fase Dividida
Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque) ambos defasados de 90 graus O
enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessaacuterio para a rotaccedilatildeo inicial e a
aceleraccedilatildeo Quando o motor atinge uma rotaccedilatildeo predeterminada o enrolamento auxiliarsbquo eacute desligado da rede
atraveacutes de uma chave que normalmente eacute atuada por uma forccedila centriacutefuga (chave ou disjuntor centriacutefugo) ou
em casos especiacuteficos por releacute de corrente chave manual ou outros dispositivos especiais Como o enrolamento
auxiliar eacute dimensionado para atuar apenas no arranque se natildeo for desligado logo apoacutes o arranque danifica-se
O acircngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar
eacute pequeno e por isso estes motores tecircm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal o que limita a
sua aplicaccedilatildeo a potecircncias fracionaacuterias e a cargas que exigem pouco torque de arranque tais como maacutequinas de
escritoacuterios ventiladores e exaustores pequenos polidores compressores hermeacuteticos bombas centriacutefugas etc
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 7Renato da Silva Amorim
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor de Condensador de Partida
Eacute um motor semelhante ao de fase dividida A principal diferenccedila reside na inclusatildeo de um condensador
eletroliacutetico em seacuterie com o enrolamento auxiliar de arranque O condensador permite um maior acircngulo de
defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar proporcionando assim elevados torques de
arranque Como no motor de fase dividida o circuito auxiliar eacute desligado quando o motor atinge entre 75 a
80 da velocidade siacutencrona Neste intervalo de velocidades o enrolamento principal sozinho desenvolve quase
o mesmo torque que os enrolamentos combinados Para velocidades maiores entre 80 e 90 da velocidade
siacutencrona a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal
de maneira que para velocidades acima deste ponto o motor desenvolve menor torque para qualquer
escorregamento com o circuito auxiliar ligado do que sem ele
Devido ao fato de o cruzamento das curvas natildeo ocorrer sempre no mesmo ponto e ainda o disjuntor centriacutefugo
natildeo abrir sempre exatamente na mesma velocidade eacute praacutetica comum fazer com que a abertura aconteccedila na
meacutedia um pouco antes do cruzamento das curvas Apoacutes a abertura do circuito auxiliar o seu funcionamento eacute
idecircntico ao do motor de fase dividida
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 8Renato da Silva Amorim
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
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Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Com o seu elevado torque de arranque (entre 200 e 350 do torque nominal) o motor de condensador de
partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaccedilotildees esbquo fabricado para potecircncias que vatildeo de frac14 cv a
15 cv
Motor de Condensador Permanente
Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados sendo o
condensador do tipo eletrostaacutetico O efeito deste condensador eacute o de criar condiccedilotildees de fluxo muito semelhantes
agraves encontradas nos motores polifaacutesicos aumentando com isso o torque maacuteximo o rendimento e o fator de
potecircncia aleacutem de reduzir sensivelmente o ruiacutedo
Construtivamente satildeo menores e isentos de manutenccedilatildeo pois natildeo utilizam contactos e partes moacuteveis como nos
motores anteriores Poreacutem o seu torque de arranque eacute inferior ao do motor de fase dividida (50 a 100 do
conjugado nominal) o que limita sua aplicaccedilatildeo a equipamentos que natildeo
Motor com Dois Condensadores
Eacute um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores arranque como o do motor de condensador de partida e
funcionamento em regime idecircntico ao do motor de condensador permanente Poreacutem devido ao seu alto custo
normalmente satildeo fabricados apenas para potecircncias superiores a 1 cv
Motores Trifaacutesicos
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 9Renato da Silva Amorim
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
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Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
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paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
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Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
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- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
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- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico eacute o tipo mais utilizado tanto na induacutestria como no ambiente domeacutestico devido agrave
maioria dos sistemas atuais de distribuiccedilatildeo de energia eleacutetrica serem trifaacutesicos de corrente alternada
A utilizaccedilatildeo de motores de induccedilatildeo trifaacutesicos eacute aconselhaacutevel a partir dos 2 KW Para potecircncias inferiores
justifica-se o uso de monofaacutesicos
O motor de induccedilatildeo trifaacutesico apresenta vantagens ao monofaacutesico como o arranque mais faacutecil menor niacutevel de
ruiacutedo e menor preccedilo para potecircncias superiores a 2KW
Gaiola de Esquilo
Este eacute o motor mais utilizado na induacutestria atualmente Tem a vantagem de ser mais econocircmico em relaccedilatildeo aos
motores monofaacutesicos tanto na sua construccedilatildeo como na sua utilizaccedilatildeo Aleacutem disso escolhendo o meacutetodo de
arranque ideal tem um leque muito maior de aplicaccedilotildees
O rotor em gaiola de esquilo eacute constituiacutedo por um nuacutecleo de chapas ferromagneacuteticas isoladas entre si sobre o
qual satildeo colocadas barras de alumiacutenio (condutores) dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas
extremidades por dois aneacuteis condutores tambeacutem em alumiacutenio que curto-circuitam os condutores
O estator do motor eacute tambeacutem constituiacutedo por um nuacutecleo ferromagneacutetico laminado que nas cavidades do qual
satildeo colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifaacutesica
A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado eacute que resulta numa construccedilatildeo do induzido mais
raacutepida mais praacutetico e mais barato
As barras condutoras da gaiola satildeo colocadas geralmente com certa inclinaccedilatildeo para evitar as trepidaccedilotildees e
ruiacutedos que resultam da accedilatildeo eletromagneacutetica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor
A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relaccedilatildeo agrave corrente absorvida
pelo estator Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 10Renato da Silva Amorim
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 11Renato da Silva Amorim
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Motor corrente contiacutenua
Maacutequina de corrente contiacutenua eacute uma maacutequina capaz de converter energia mecacircnica em energia eleacutetrica
(gerador) ou energia eleacutetrica em mecacircnica (motor)
A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os
motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que
permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente
componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono
facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na
maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
Rotor (armadura)
Parte girante montada sobre o eixo da maacutequina construiacutedo de um material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento
chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador Este enrolamento suporta uma alta corrente em comparaccedilatildeo
ao enrolamento de campo e eacute o circuito responsaacutevel por transportar a energia proveniente da fonte de energia
Anel comutador
Responsaacutevel por realizar a inversatildeo adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de
armadura constituiacutedo de um anel de material condutor segmentado por um material isolante de forma a fechar
o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado O anel
eacute montado junto ao eixo da maacutequina e gira junto com a mesma O movimento de rotaccedilatildeo do eixo produz a
comutaccedilatildeo entre os circuitos dos enrolamentos
Estator (Campo ou excitaccedilatildeo)
Parte estaacutetica da maacutequina montada em volta do rotor de forma que o mesmo possa girar internamente
Tambeacutem eacute constituiacutedo de material ferromagneacutetico envolto em um enrolamento de baixa potecircncia chamado de
enrolamento de campo que tem a funccedilatildeo apenas de produzir um campo magneacutetico fixo para interagir com o
campo da armadura Em algumas maacutequinas comercializadas no mercado eacute possiacutevel encontrar enrolamentos de
compensaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura e enrolamentos
de comutaccedilatildeo que tem como funccedilatildeo diminuir o faiscamento no anel comutador
Escovas
Peccedilas de carvatildeo responsaacuteveis por conduzir a energia para o circuito do rotor
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Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
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Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
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paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
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Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
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Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
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Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Princiacutepio de Funcionamento
Operando como gerador de corrente contiacutenua
Quando se trata de um gerador a energia mecacircnica eacute suprida pela aplicaccedilatildeo de um torque e da rotaccedilatildeo do eixo
da maacutequina uma fonte de energia mecacircnica pode ser por exemplo uma turbina hidraacuteulica uma turbina eoacutelica
etc
A fonte de energia mecacircnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eleacutetricos dos
enrolamentos de armadura e o campo magneacutetico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo provocar
uma variaccedilatildeo temporal da intensidade do mesmo e assim pela lei de Faraday induzir uma tensatildeo entre os
terminais do condutor
Desta forma a energia mecacircnica fornecida ao eixo eacute armazenada no campo magneacutetico da maacutequina para ser
transmitida para alimentar alguma carga conectada agrave maacutequina
Operando como motor de corrente contiacutenua
No caso de motores o funcionamento eacute inverso energia eleacutetrica eacute fornecida aos condutores do enrolamento da
armadura pela aplicaccedilatildeo de uma tensatildeo eleacutetrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor) fazendo com
que se circule uma corrente eleacutetrica nesse enrolamento que produz um campo magneacutetico no enrolamento da
armadura
Como o corpo do estator eacute constituiacutedo de materiais ferromagneacuteticos ao aplicarmos tensatildeo nos terminais do
enrolamento de campo da maacutequina temos uma intensificaccedilatildeo do campos magneacuteticos no mesmo e portanto a
produccedilatildeo de poacutelos magneacuteticos (Norte e Sul) espalhados por toda a extensatildeo do estator
Pela atuaccedilatildeo do anel comutador que tem como funccedilatildeo alternar o sentido de circulaccedilatildeo da corrente no
enrolamento da armadura quando aplicamos uma tensatildeo no comutador com a maacutequina parada a tensatildeo eacute
transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que se circule uma corrente pelo mesmo o que produz um
campo magneacutetico e outros pares de poacutelos no enrolamento da armadura
A orientaccedilatildeo desse campo ou seja a posiccedilatildeo do poacutelo norte e sul permanece fixa simultaneamente temos uma
tensatildeo eleacutetrica aplicada no enrolamento de campo no estator assim ao termos a interaccedilatildeo entre os campos
magneacuteticos da armadura no rotor e do campo no estator os mesmos tentaratildeo se alinhar ou seja o poacutelo norte de
um dos campos tentaraacute se aproximar do poacutelo sul do outro
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 12Renato da Silva Amorim
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Como o eixo da maacutequina pode girar caso os campos da armadura e do estator natildeo estejam alinhados surgiraacute
um binaacuterio de forccedilas que produziraacute um torque no eixo fazendo o mesmo girar Ao girar o eixo gira o anel
comutador que eacute montado sobre o eixo e ao girar o anel comutador muda o sentido de aplicaccedilatildeo da tensatildeo o
que faz com que a corrente circule no sentido contraacuterio mudando o sentido do campo magneacutetico produzido
Assim ao girar o anel comutador muda a posiccedilatildeo dos poacutelos magneacuteticos norte e sul do campo da armadura e
como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo temos novamente a produccedilatildeo do
binaacuterio de forccedilas que manteacutem a mudanccedila dos poacutelos e consequumlentemente o movimento do eixo da maacutequina
Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira
como se alimenta a maacutequina
Excitaccedilatildeo independente ou separada
Nesta configuraccedilatildeo o circuito de excitaccedilatildeo da maacutequina eacute alimentada por uma fonte adicional independente ou
separada da fonte de corrente contiacutenua que alimenta a armadura Em geral o enrolamento de campo que produz
a excitaccedilatildeo eacute constituiacutedo de condutores que natildeo suportam grandes correntes pois a excitaccedilatildeo em geral utiliza
correntes baixas para produzir o campo magneacutetico em comparaccedilatildeo com as correntes que circulam no
enrolamento de armadura
Excitaccedilatildeo seacuterie
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em seacuterie com o circuito de armadura sendo
assim necessaacuterio apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura Como neste caso a
corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo eacute a mesma corrente que circula no
enrolamento da armadura eacute necessaacuterio um enrolamento proacuteprio para o circuito de excitaccedilatildeo capaz de suportar
correntes relativamente altas da armadura
Excitaccedilatildeo shunt ou em derivaccedilatildeo (paralelo)
O circuito do enrolamento de campo que produz a excitaccedilatildeo estaacute em paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito
de armadura Nesta configuraccedilatildeo eacute necessaacuterio apenas uma fonte de corrente contiacutenua para alimentar o circuito
de armadura e de campo pois ambos os circuito estatildeo em paralelo Como o enrolamento de campo estaacute em
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 13Renato da Silva Amorim
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
paralelo ou em derivaccedilatildeo com o circuito de armadura eacute possiacutevel utilizar o mesmo tipo de condutor do caso de
excitaccedilatildeo independente
Excitaccedilatildeo Composta
Com dois enrolamentos de excitaccedilatildeo um em seacuterie e outro em derivaccedilatildeo podendo existir o esquema de ligaccedilatildeo longo
ou curto e composto aditivo ou subtrativo Neste esquema de ligaccedilatildeo utiliza-se uma combinaccedilatildeo da excitaccedilatildeo seacuterie e
shunt de forma a aproveitar os benefiacutecios de ambas as ligaccedilotildees Em muitas aplicaccedilotildees o enrolamento seacuterie eacute utilizado
para compensar o efeito desmagnetizante da reaccedilatildeo de armadura
Motor Universal
Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contiacutenua quanto com corrente alternada
daiacute a origem de seu nome poreacutem os que se destinam a correntes alternadas (apesar de funcionarem em
correntes continuas natildeo devem ser ligados nessa corrente pois cada motor e feito para ser ligado em um
determinado tipo de corrente os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor que
nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo) O motor universal eacute o motor monofaacutesico cujas
bobinas do estator satildeo ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas) Esses
dois contatos por sua vez ligam em seacuterie o estator e o rotor
Pode operar tanto em CA como CC Velocidade variavel (baixas velocidades para
grandes conjugados e altas velocidades para pequenas cargas)
O conjugado de partida tambem e elevado
Sao usados comumente em pequenos eletrodomesticos como furadeiras e lixadeiras que requerem
conjugado elevado e liquidificadores aspiradores de po e bombas centrifugas que requerem alta
velocidade
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 14Renato da Silva Amorim
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 18Renato da Silva Amorim
- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate cv uma vez que para potencias acima
de alguns cv funcionam precariamente em CA gerando grande faiscamento nas escovas e η e FP
decrescem
Observaccedilatildeo
Eacute possiacutevel inverter o sentido do movimento de rotaccedilatildeo desse tipo de motor invertendo apenas as ligaccedilotildees
das escovas ou seja a bobina ligada a escova deveraacute ser ligada agrave outra escova e vice-versa
Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendecircncia a disparar mas permitem variar a
velocidade quando o valor de tensatildeo de alimentaccedilatildeo varia
Esse tipo de motor eacute o motor mais empregado e estaacute presente em maacutequinas de costura liquidificadores
enceradeiras e outros eletrodomeacutesticos e tambeacutem em maacutequinas portaacuteteis como furadeira lixadeira e serras
Funcionamento
A construccedilatildeo e o princiacutepio de funcionamento do motor universal satildeo iguais ao do motor em serie de corrente
contiacutenua
Quando o motor universal eacute alimentado por corrente alternada a variaccedilatildeo do sentido da corrente provoca
variaccedilatildeo no campo tanto do rotor quanto do estator Dessa forma o conjugado continua girar no mesmo
sentido inicial natildeo havendo inversatildeo do sentido de rotaccedilatildeo normal
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 15Renato da Silva Amorim
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 16Renato da Silva Amorim
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
Trabalho maacutequinas e instalaccedilotildees Paacutegina 17Renato da Silva Amorim
Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
httpptwikipediaorgwikiMotor_monofC3A1sico
httpptwikipediaorgwikiMC3A1quina_de_corrente_contC3ADnua
wwweaglesgatecom tipomotores htm
httpptwikipediaorgwikiMotor_elC3A9trico
ptwikipediaorgMotor_de_corrente_alternada
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- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Motor de Induccedilatildeo
Os motores de induccedilatildeo possuem um uacutenico enrolamento no estator Esse enrolamento gera um campo magneacutetico
que se alterna juntamente com as alternacircncias da corrente Nesse caso o movimento provocado natildeo eacute rotativo
Funcionamento
Quando o rotor estiver parado o campo magneacutetico do estator ao variar sua polaridade entre norte e sul induz
no rotor uma corrente induzida
O campo gerado no rotor devido a corrente induzida tem polaridade oposta a do estator Assim a oposiccedilatildeo dos
campos exerce um conjugado na parte superior e inferior do rotor o que tenderia gira-lo 180deg de sua posiccedilatildeo
original Como o conjugado eacute igual em ambas as direccedilotildees pois as forccedilas satildeo exercidas pelo centro do rotor e
em seguida contraacuterios o rotor continua parado
Por esse motivo os motores monofasicos tem seu acionamento diferente dos motores trifaacutesico vejamos os tipos
de acionamentos
Meacutetodo fase dividida o motor eacute enrolado com dois enrolamentos o principal e o auxiliar o auxiliar tem sua
resistencia maior que o principal com isso os campos ficam defasados entre as bobinas e surge um campo
magnetico girante levando o motor a partida Eacute importante salientar que o enrolamento auxiliar deve ser
desligado quando o motor atinge 75 da velocidade nominal do mesmo isso geralmente eacute feito atraveacutes de um
interruptor centrifugo que desliga o enrolamento ao atingir essa velocidade
Meacutetodo com capacitor de partida Tambeacutem faz uso de um enrolamento auxiliar soacute que ligado em serie com
um capacitor de partida que faz com que o atraso entre as bobinas seja maior que no metodo anterior
aumentando o conjugado de partida
Meacutetodo com capacitor de partida e capacitor de marcha nesse metodo como nos outros tambeacutem se faz
uso do enrolamento auxiliar soacute que nesse caso o enrolamento auxiliar natildeo eacute desligado O funcionamento eacute o
seguinte quando o motor eacute ligado os dois capacitores estatildeo ligado em paralelo ( partida e marcha) quando o
motor atinge a velocidade 75 da nominal o interuptor desliga o capacitor de partida deixando sempre o
ernrolamento ligado e com o capacitor de marcha ligado com ele
Meacutetodo com capacitor permanente nesse caso o enrolamento auxiliar (junto com um capacitor de marcha)
fica ligado permanetemente esse metodo eacute empregado principalmente em ventiladores de teto
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Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
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Bibliografia
Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
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- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
- Operando como gerador de corrente contiacutenua
- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
- Observaccedilatildeo
- Funcionamento
- Motor de Induccedilatildeo
-
- Funcionamento
-
Meacutetodo com bobina de arrastamento nesse metodo o motor natildeo possui enrolamento auxiliar no estator do
motor se constroacutei duas bobinas (alem da principal) geralmente com uma ou duas voltas de fio com uma
espessura razoavelmente grande essas bobinas ficam curto-circuitadas e se localizam numa porccedilatildeo de cada
polo do estator com a energizaccedilatildeo do motor a bobina principal induz nessas bobinas uma corrente fazendo que
elas criem um campo magnetico defasado da principal e inicie o movimento do motor
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Eletrotecniva principios e aplicaccedilotildees Alexander Gray GA Wallace
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- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
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- Operando como motor de corrente contiacutenua
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- A energia eleacutetrica utilizada hoje em dia na distribuiccedilatildeo e transporte da mesma eacute a corrente alternada poreacutem os motores de corrente contiacutenua tecircm tradicionalmente grandes aplicaccedilotildees nas induacutestrias sendo que satildeo eles que permitem variaccedilatildeo de velocidade como de uma esteira ou de um comboio por exemplo Atualmente componentes eletroacutenicos de tensatildeo alternada jaacute satildeo capazes de controlar a velocidade do motor assiacutencrono facilmente e pelo seu menor custo e recursos de aplicaccedilatildeo estatildeo substituindo os motores de corrente contiacutenua na maior parte das Partes constituintes da maacutequina de corrente contiacutenua
- Princiacutepio de Funcionamento
-
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- Operando como motor de corrente contiacutenua
-
- Classificaccedilatildeo das maacutequinas de corrente contiacutenua segundo a maneira como se alimenta a maacutequina
-
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