MOTOR CC BÁSICO

A) Construção do motor CC BÁSICO Como as máquinas elétricas rotativas, também o motor de CC é composto de um estator (parte fixa) e um rotor (parte rotativa). O esquema básico é visto na figura 1:

Fig. 1 – Desenho de um motor CC de 2 pólos (terminais de armadura: 1-2; terminais de campo: 3-4).

O estator básico é formado por: Carcaça É a estrutura suporte do conjunto, também tem a finalidade de conduzir o fluxo magnético. Pólos de excitação Têm a finalidade de gerar o fluxo magnético. São constituídos de condutores enrolados sobre núcleos de chapas de aço laminadas (bobina de campo) cujas extremidades possuem um formato que se ajusta à armadura e são chamadas de sapatas polares. Em máquinas específicas, podem ser obtidos com ímãs permanentes. Conjunto Porta-Escovas e Escovas O porta-escovas permite alojar as escovas, e está montado de tal modo que possa ser girado para ajuste da melhor posição. As escovas são compostas de material condutor (grafite) e deslizam sobre o comutador quando este gira, pressionadas por uma mola, proporcionando a ligação elétrica entre a armadura e o exterior. Já no rotor, encontramos: Rotor com Enrolamento Centrado no interior da carcaça, é constituído por um pacote de chapas de aço silício laminadas, com ranhuras axiais na periferia para acomodar o enrolamento da armadura. Enrolamento da armadura Enrolamento por onde circulará a corente de rotor (corrente de armadura, que produz o campo magnético do rotor. Tal campo, interagindo com o campo do estator, produz movimento. O enrolamento da armadura está em contato elétrico com as lâminas do comutador.

Comutador É o conversor mecânico que transfere a energia ao enrolamento do rotor (no motor, converte CC em CA, funcionando como inversor. No gerador, converte CA em CC, funcionando como retificador). O comutador é constituído de lâminas de cobre ou bronze isoladas uma das outras por meio de lâminas de mica.

Figura 2 – Esquema simplificado de comutador e escovas.

Eixo É o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. ARMADURA (definição): Parte da máquina elétrica que sofre a ação desejada (gerador: indução de tensão; motor: produção de força). B) Produção de torque Uma bobina de uma única espira, presa a uma estrutura capaz de girar (Figura 3.a), sendo percorrida por uma corrente I, produz uma força em cada lado do condutor (Figura 3.b) conforme a eq. (1).

)sen(iBF θl⋅⋅= (1)

Figura 3 – Produção de torque numa bobina de uma única espira.

Onde: F = força efetiva, em newtons. B = densidade de campo magnético, em teslas. i = corrente elétrica, em ampères. ℓ = comprimento do condutor submetido à ação do campo magnético, metros θ = ângulo entre o sentido do movimento e a indução (ver figura 4).

Figura 4 – Torque útil para rotação.

A direção da força é dada pela regra da mão esquerda, como já visto. O comutador atua de forma a manter o fluxo produzido pelo rotor sempre a 90o do fluxo de estator, de forma a ter sempre o máximo torque possível para a corrente de armadura circulante. A inversão de rotação é obtida invertendo um dos dois campos em relação ao outro. C) A ação geradora e a força contra-eletromotriz (FCEM). Durante a operação de uma máquina CC como motor, ocorre simultaneamente a ação geradora, pois os condutores estão se movendo num campo magnético. O sentido da fem induzida (cujo valor aumenta com a velocidade, como já visto) é oposto ao sentido da fem aplicada, recebendo então o nome de força contra-eletromotriz (FCEM). O fluxo da corrente Ia através da armadura, em regime permanente, está limitado pela resistência da armadura e pela fcem Ec, ou seja:

a

ca

a

R

EVI

−= (2)