As máquinas elétricas rotativas funcionam através de um processo de transformação da energia mecânica em energia elétrica. Essa conversão pode acontecer também de forma inversa, ou seja, transformando energia elétrica em energia mecânica.

Elas são constituídas por duas partes: o estator e o rotor. O estator é a parte que vai fixada em uma superfície sólida para o funcionamento da máquina, enquanto o rotor é a parte colocada para realizar o processo de rotação e se encontra na parte interna do estator.

As operações de uma máquina elétrica são definidas pela forma como a energia é convertida através de sua utilização. Em uma máquina que converte energia mecânica em elétrica, o processo se inicia no gerador e finaliza nos terminais do estator.

Na conversão de energia mecânica em elétrica, a operação inicia pelos terminais do estator e finaliza no rotor. Assim, pode-se dizer que uma máquina elétrica rotativa pode trabalhar tanto operando como motor ou como gerador.

Embora os seus princípios de desempenho sejam os mesmos, os tipos de correntes aplicadas nessas máquinas podem se distinguir por corrente alternada ou contínua.

  • Corrente contínua: os motores de corrente contínua podem ser identificados como sendo motores série, motores paralelos e motores compostos.
  • Corrente alternada: as máquinas com motores alternados são identificadas por motor síncrono e motor assíncrono, onde o último é movido por indução.

Máquina síncronas elementares

Trata-se de um gerador elementar que necessita de velocidades invariáveis para a sua rotatividade. Assim, todas as vezes que o rotor girar ele deverá impulsionar um fluxo magnético que é conduzido por uma bobina para o enrolamento da armadura, fazendo com que a velocidade do motor seja constante.

Uma máquina pode ter dois ou mais polos e para testar a sua capacidade basta identificar se as condições elétricas, de energia e de magnetismo estão presentes de forma igualitária nos demais polos.

Máquinas Assíncronas ou por indução

São máquinas com grande utilização no segmento industrial devido ao seu custo benefício. Nessas máquinas, a velocidade do eixo do motor não acontece em sincronia com a tensão elétrica e possui dois tipos de rotor: o rotor de gaiola e o rotor bobinado.

No setor industrial, sua aplicação é variada e pode ser aplicados em ferramentas, máquinas, misturadores, esmagadores etc. Os motores por indução podem ser de corrente monofásica, bifásica ou trifásica, onde a velocidade de rotação é inferior ao campo girante.

Acionamento de motores elétricos

Um motor elétrico tem seu funcionamento com base ao princípio de eletromagnetismo, onde os condutores estão dispostos em um campo magnético por onde a corrente elétrica atravessa através de uma corrente que é convertida em força mecânica.

Assim, os motores elétricos podem ser acionados através de uma corrente contínua, com a impulsão de elétrons em uma direção única e de forma constante, ou por corrente alternada, quando a velocidade sofre oscilações conforme os ciclos de condução acontecem.

A indução eletromagnética acontece conforme a proposta do 3° princípio do eletromagnetismo, que determina que uma força eletromotriz pode ser gerada a partir de campos magnéticos que percorrem as bobinas ou os enrolamentos.

Esse princípio de indução eletromagnética é muito utilizado na geração de energia em usinas elétricas e muito aplicado em transformadores.

Funcionamento de um motor de indução

O funcionamento de um motor de indução acontece a partir de uma geração de um campo magnético proveniente dos enrolamentos presentes no estator. Com as correntes alternadas, surge o fluxo magnético no estator se movimentando em direção ao rotor e gerando tensão.

Esse sistema faz com que as correntes circulem no rotor e, devido às polaridades contrárias, cria-se uma força no campo magnético do motor capaz de ser atraído pelo campo do estator. Nesse caso, a velocidade nos campos magnéticos girantes é síncrona.

Os instrumentos de grande porte que necessitam de energia variável, são aplicados os motores cujas propriedades sejam:
–  de corrente contínua, utilizado em metrôs, trens, veículos etc.;
– rotor com funcionamento em bobina;
– motor de gaiola, que tem sua funcionalidade através de tensores responsáveis pela conversão de frequência. A conversão de frequência é aplicada de forma a controlar a tensão e a frequência no motor através de recursos eletrônicos.

Os motores de gaiola e os de indução, até um curto espaço de tempo, eram pouco utilizados. No entanto, pelos seus baixos custos e por não exigirem de muita manutenção, eles têm sido as opções mais utilizadas no mercado.

Ensaios Estáticos: Máquinas Elétricas Rotativas

É possível fazer o modelamento do sistema do motor nos campos magnéticos através das aproximações existentes que permite uma melhor observação sobre os circuitos concentrados. Essas aproximações permitem identificar as divergências que podem existir entre a previsão de desempenho e o desempenho real do motor.

Com as informações desse quadro, é possível traçar uma curva com as características do motor com dados sobre o seu fator de potência, a corrente de entrada e a potência de entrada e realizar a comparação entre os motores de indução, o rotor bobinado e a frequência constante.

Controle de Velocidade

O controle de velocidade dos motores de indução é um estudo que vem se desenvolvendo no decorrer do tempo. Alguns métodos já são utilizados para o acompanhamento da velocidade, no entanto, não são medidas precisas e com resultados assertivos.

Esses métodos são utilizados em sistemas que realizam a conversão e que seguem os princípios a seguir:

– variação da resistência do circuito do rotor: Permite o controle da velocidade com a inserção de resistências extras;
– variação da tensão terminal: Obtém o controle da velocidade a partir da variação da tensão terminal;
– variação da Frequência da Fonte de Alimentação: A velocidade é controlada através de um motor CC.

A necessidade de um bom monitoramento do desempenho de um motor acontece por permitir a preservação de vida útil de suas peças e garantir uma funcionalidade mais duradoura.

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