Você já se perguntou o que diferencia os motores CC dos motores CA? Neste artigo, exploramos as diferenças fundamentais entre esses dois tipos de motores, incluindo seus princípios operacionais, eficiência e aplicações. Ao compreender essas distinções fundamentais, você obterá informações valiosas sobre qual motor é mais adequado para várias aplicações industriais e de consumo. Mergulhe de cabeça para descobrir como esses componentes essenciais impulsionam o mundo ao nosso redor!
Explicarei o princípio de funcionamento e as diferenças entre os motores CC e CA da maneira mais simples e compreensível possível.
A imagem acima mostra a representação física mais simples de um motor CC.
Em um motor CC, a corrente da fonte de alimentação CC flui do polo positivo para o lado esquerdo da escova. A escova e o comutador se esfregam um no outro e a corrente flui pelo comutador esquerdo, que tem dois segmentos, esquerdo e direito, para a bobina e para fora do lado direito da bobina. A corrente então flui de volta para o polo negativo da fonte de alimentação, criando um circuito fechado.
A bobina está localizada no campo magnético dos principais polos magnéticos (N e S) e está sujeita a uma força eletromagnética. Como os dois lados da bobina têm direções de corrente diferentes (para dentro, à esquerda, e para fora, à direita), eles estão sujeitos a forças eletromagnéticas de magnitudes opostas. Essas duas forças criam o torque eletromagnético, que faz com que a bobina comece a girar.
A bobina é encaixada na ranhura do rotor, fazendo com que o motor comece a girar. As peças de reversão giram com o eixo rotativo, enquanto a escova permanece parada. Após uma rotação, a bobina da direita se move para a esquerda e a bobina da esquerda se move para a direita. Entretanto, o comutador garante que a corrente na bobina do lado esquerdo flua na mesma direção que a corrente na bobina do lado direito, resultando em uma direção constante da força eletromagnética recebida na mesma posição. Isso garante a rotação cíclica do motor.
Entretanto, o campo magnético da bobina muda quando a bobina gira para posições diferentes, fazendo com que a força eletromagnética na bobina também mude. Isso torna a rotação da bobina instável e ela desacelera repentinamente. Para garantir uma força uniforme e estável da bobina, várias bobinas podem ser instaladas.
Então, obtemos o seguinte:
Mesmo com esse modelo de motor:
Além disso, os dois polos magnéticos externos do motor são, na verdade, criados pelas bobinas de excitação que geram eletroímãs. Nos motores menores, são utilizados ímãs permanentes, enquanto os motores maiores utilizam eletroímãs.
O modelo é simplesmente uma representação, mas o rotor real do motor é estruturado dessa maneira.
Os motores CA são classificados em duas categorias: motores síncronos e motores assíncronos. Os motores síncronos são usados principalmente como geradores, enquanto os motores assíncronos são usados principalmente como motores elétricos. O foco desta discussão são os motores assíncronos.
Os motores assíncronos são favorecidos por sua estrutura simples, baixo custo, facilidade de manutenção e operação confiável, o que resultou em seu uso generalizado. Apesar de sua estrutura simples, o princípio de operação dos motores CA é, na verdade, mais complexo do que o dos motores CC, o que torna mais desafiador o entendimento claro da tecnologia.
Uma corrente alternada simétrica trifásica é aplicada ao estator do motor CA, conforme ilustrado na figura acima. O estator permanece estacionário, e somente uma mudança na corrente pode gerar um campo magnético rotativo sintético. Esse campo magnético age como um ímã rotativo ao redor do estator, facilitando o trabalho.
Uma bobina fechada está localizada dentro do estator, e uma força eletromotriz e uma corrente são induzidas na bobina fechada, resultando na criação de uma força eletromagnética. Isso faz com que a bobina fechada gire.
Também pode ser entendido que há um ímã rotativo no estator e a bobina fechada dentro do rotor funciona como um eletroímã devido ao carregamento por indução. À medida que o eletroímã externo gira, ele faz com que o eletroímã interno gire, girando assim o rotor do motor CA.
A velocidade de rotação do campo magnético do estator é chamada de velocidade síncrona. O rotor, que é acionado pelo campo magnético do estator, gira em uma velocidade mais lenta, conhecida como velocidade assíncrona. É daí que vem o termo "motor assíncrono".
O rotor de um motor CA é uma bobina ou condutor fechado simples, geralmente chamado de motor assíncrono "gaiola de rato" devido à sua estrutura semelhante a uma gaiola. A força eletromotriz e a corrente dentro do rotor são induzidas pelo campo magnético do estator, razão pela qual o motor assíncrono também é conhecido como motor de indução.
Portanto, o motor assíncrono trifásico tem vários nomes, incluindo motor CA, motor assíncrono e motor de indução, cada um se referindo a ele de uma perspectiva diferente. Se tiver outras dúvidas, fique à vontade para perguntar nos comentários e farei o possível para fornecer respostas detalhadas.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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