1

CENTRO PAULA SOUZAETEC BENTO QUIRINO

Técnico em Eletrotécnica

Antoninho Luis BernardesEverton Tavares Silva

Jefferson Donizeti SantosNiwton Guedes Barbosa

MOTOR ELÉTRICO

Campinas2015

2

Antoninho Luis BernardesEverton Tavares Silva

Jefferson Donizeti SantosNiwton Guedes Barbosa

MOTOR ELÉTRICO

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Curso Técnico em

Eletrotécnica da Etec Bento Quirino,

orientado pelos professores Marcelo

de Moraes e Cláudia Maria Coimbra,

como requisito parcial para obtenção

do título de técnico em Eletrotécnica.

Campinas2015

3

MOTOR ELÉTRICO

Antoninho Luis BernardesEverton Tavares Silva

Jefferson Donizeti SantosNiwton Guedes Barbosa

TRABALHO DE CONLUSÃO DE CURSO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ELETROTÉCNICA DA ETEC BENTO QUIRINO, DO CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO

TECNOLÓGICA PAULA SOUZA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA.

Banca Examinadora:

________________________________________________Prof.ª Cláudia Maria Coimbra.

________________________________________________Prof.º Marcelo de Moraes.

________________________________________________Prof.º Jitsunori Tsuha.

________________________________________________Prof.ª Regina M. Kawakami.

________________________________________________Prof.º Reginaldo Alberto Sommagio.

Campinas2015

4

BERNARDES, Luis Antoninho; SILVA, Tavares Everton; SANTOS,

Donizeti Jefferson; BARBOSA, Guedes Niwton

Motor Elétrico – Campinas: CEETEPS/ETEC Bento Quirino,

junho/2015.

VIII, 92 p.: il.; 29,7 cm.

Orientador(es): Coimbra, Cláudia Maria.

Moraes, Marcelo de.

Dissertação (TCC) – Centro Estadual de Educação Tecnológica

Paula Souza/ ETEC Bento Quirino/ Coordenação de Eletrotécnica,

junho/2015.

Referências Bibliográficas: p. 89-92.

1. Palavra chave 1. Motor elétrico. 2. Palavra chave 2. História.

3. Palavra chave 3. Evolução.

Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, ETEC

Bento Quirino, Coordenação de Eletrotécnica. III. Motor Elétrico.

5

DEDICATÓRIA

Dedicamos este trabalho primeiramente á

Deus, por tudo que Ele é em nossas vidas,

em especial a nossas famílias que em tudo

nos apoiaram e a todas as pessoas que nos

ajudaram na conclusão deste trabalho.

6

AGRADECIMENTOS

Agradecemos á Deus, nosso criador, por nos ouvir, iluminar nossos pensamentos e

guiar em todos os passos, a nossos pais que nos criaram e educaram, ajudando sempre,

em tudo que lhes foi possível, pois sem eles nada seríamos, a todos os familiares e

parentes pelo apoio, torcida, carinho e paciência em todos os momentos desta caminhada.

Aos professores que de forma direta nos deram a bagagem suficiente para realização deste

projeto e em especial aos professores Jitsunori Tsuha, Regina M. Kawakami e Reginaldo

Alberto Sommagio pelo apoio e aos professores Marcelo de Moraes e Cláudia Maria

Coimbra pela orientação e paciência.

Agradecemos também a Carlo de Rubeis pela colaboração na elaboração da pesquisa

deste trabalho e a todos os colegas do 4º módulo do curso de eletrotécnica que sempre nos

ajudaram em nossas dificuldades e nos apoiaram nas decisões.

7

“Sonhos determinam o que você quer. Ação determina o que você conquista.”

Aldo Novak

8

RESUMO

Este trabalho desenvolve uma pesquisa sobre o motor elétrico, visando mostrar seu

principio de funcionamento, a história de sua invenção e os fatos que levaram a isto,

o primeiro motor e sua evolução, apresenta os principais tipos de motores que temos

em funcionamento atualmente, sua importância em nosso dia a dia e no

desenvolvimento de toda uma sociedade, apresenta também um novo motor que

utiliza uma tecnologia onde rolamentos magnéticos ativos e um sofisticado sistema

de controle eletrônico mantem o rotor em sua posição e monitoram todos os

parâmetros de funcionamento, dispensando assim o uso de mancais e rolamentos

mecânicos.

Palavras-chave: Motor Elétrico. História. Evolução. Desenvolvimento. Tecnologia.

RESUME

This paper develops research on the electric motor, in order to show their operating

principle, the story of his invention and the events that led to this, the first engine and

its evolution, presents the main types of engines that we have in place today, his

importance in our daily lives and in the development of an entire society, also

features a new engine that uses a technology where active magnetic bearings and a

sophisticated electronic control system keeps the rotor in position and monitor all

operating parameters, thus dispensing the use of bearings and mechanical bearings.

Keywords: Electric Motor. History. Evolution. Development. Technology.

9

SUMÁRIO1. INTRODUÇÃO...............................................................................11

2. HISTÓRIA.......................................................................................13

2.1. A máquina a vapor........................................................................16

2.1.1. A máquina a vapor de James Watt..............................................18

2.2. Como surgiu o motor elétrico......................................................21

2.2.1. A invenção do motor elétrico......................................................21

2.2.3. A pilha............................................................................................22

2.2.4. Christian Oersted e o eletromagnetismo....................................23

2.2.5. O eletroímã de William Sturgeon.................................................25

2.2.6. A indução eletromagnética..........................................................29

2.2.6.1. Lei de Faraday-Neumann-Lenz....................................................30

2.2.6.2. Atribuição desta descoberta.......................................................32

2.3. Motor alternativo de Botto...........................................................33

3. EVOLUÇÃO DO MOTOR...............................................................43

4. TIPOS DE MOTORES ELÉTRICOS..............................................50

4.1. Motores de corrente continua.....................................................50

4.2. Fatores que de seleção do motor cc...........................................51

4.3. Motor de corrente alternada........................................................53

4.4. Motor universal.............................................................................56

4.4.1. Aplicações.....................................................................................57

4.4.2. Definição........................................................................................58

4.4.3. Princípio de funcionamento........................................................59

4.4.4. Motores de passo.........................................................................60

4.5. Servomotores................................................................................61

5. MOTOR DE USO ESPECIAL.........................................................62

5.1. Sistemas de refrigeração.............................................................62

5.2. Chiller.............................................................................................63

5.2.1. Refrigeração por Compressão....................................................64

10

5.2.2. O ciclo de refrigeração por compressão mecânica de vapor...65

5.2.3. Coeficiente de desempenho total................................................66

5.2.4. Motor de rolamentos magnéticos...............................................68

5.2.5. Rolamento magnético ativo.........................................................69

5.2.6. Rolamentos magnéticos ativos (A.M.B).....................................71

5.2.7. Motor do chiller york modelo YMC²............................................74

5.2.8. Descrição do controlador do rolamento magnético..................76

6. PRÁTICA........................................................................................87

7. CONCLUSÕES..............................................................................90

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................92

11

1. INTRODUÇÃO

Motor elétrico é uma maquina encarregada de transformar energia elétrica em

mecânica. Hoje, esse tipo de motor tem sido o mais utilizado pelas vantagens que

oferece.

Essa grande invenção funciona com energia elétrica, pode

ser facilmente transportado dependendo de seu tamanho, sua

construção é simples, custo reduzido e grande versatilidade de

adaptação a diversas cargas. O motor elétrico esta ao nosso

redor durante a maior parte do nosso tempo, e muitas vezes

não os notamos.

Ele precisa ser identificado e tratado como uma máquina motriz cujas

características envolvem determinados cuidados quando se trata de áreas

industriais, sendo eles o de instalação e manutenção. Nesses casos em especifico o

local de instalação deve ser de fácil acesso para inspeções periódicas e

manutenções preventivas. Ter uma fundação plena e isenta de vibrações também é

um fator a ser levado em consideração. Uma instalação inadequada pode causar

danos sérios ao motor. A maioria dos motores elétricos trabalha pela interação entre

campos eletromagnéticos, mais também existem motores que utilizam outros

fenômenos eletromecânicos, ou também chamados de forças eletrostáticas.

Os primeiros motores elétricos surgiram em meados de 1800 funcionando

apenas em corrente continua, gerando pequenas expectativas sobre funcionamento.

Motores de corrente alternada foram então criados e aprimorados, passando então a

se tornar objeto indispensável nos dias de hoje.

Figura 1 - Celular

Fonte 1 - www.cnet.com/es/analisis/htc

Figura 2 - Video Game

Fonte 2 - www.google.com.br/search?q=playstation

12

Desde os primórdios da humanidade, o homem sempre se mostrou

argumentativo sobre diversos assuntos, entre eles a eletricidade e seus fenômenos,

que hoje, como sabemos são responsáveis por tantas facilidades no mundo

moderno. Mas nem sempre foi assim.

Até o final do século XIX, os estudos relativos aos fenômenos elétricos e

magnéticos interessavam apenas a alguns poucos cientistas, estes, porém fizeram

significativas contribuições para a área da eletricidade; no entanto as descobertas

individuais não eram mais que um conjunto bastante limitado de conhecimentos não

sistematizados. Naquele tempo, não se conheciam ainda as aplicações práticas para

tais conhecimentos, e a principal motivação para os estudos era a curiosidade

intelectual.

O motor elétrico, como o conhecemos, foi criado em 1866, quando o cientista

berlinense Werner Von Siemens, inventou o primeiro gerador de corrente contínua,

um dínamo. Com Siemens, a máquina de acionamento tão sonhada vira realidade.

O dínamo de corrente elétrica de alta tensão de Siemens poderia funcionar

tanto como um gerador como também um motor elétrico.

A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação a

maquina a vapor, à roda-d’água e à força animal. Entretanto, o alto custo de

fabricação levou pesquisadores a procurar um modo para melhorar a descoberta.

Hoje, os motores fazem parte de nossa vida de forma tão completa que fica

difícil imaginar o dia-a-dia sem eles; já que nos fazem mais rápidos, mais eficientes,

mais produtivos. A humanidade simplesmente não teria chegado aonde chegou sem

essa peça fundamental neste processo evolutivo.

Figura 3 – Motor Elétrico

Fonte 3 - www.ceee.com.br/pportal/ceee/Component/Controller.aspx

13

2. HISTÓRIA

O  homem no decorrer do seu processo evolutivo, em determinado momento

necessitou de fontes de energia para produzir trabalho, pois ele havia descoberto que

energia é a capacidade que os corpos possuem para desenvolver força e servir de

meio de trabalho.

Ele descobriu os metais, aprendeu a moldá-los e criou a metalurgia, que

associada ao fogo, ar e a água, possibilitou a geração de energia, passou então criar

mecanismos que permitisse a utilização das forças da natureza como energia a seu

favor, pois até este momento a humanidade se valia apenas de sua própria força e

da tração animal para realizar suas tarefas.

A história mostra que desde a antiguidade a humanidade buscava formas de

criar movimentos mecânicos através de outros meios que não fossem somente por

força humanas ou de tração animal, ou seja, força muscular.

A força muscular era e é

utilizada em toda a atividade

produtiva, pois permitia transportar

pessoas e bens e mover instrumentos

de trabalho. A força muscular foi

utilizada para puxar zorras ou andas

para auxiliar a mover cargas, para

puxar o arado, arrastar barcos ou

manobrar os remos e assim deslocar-

se pelos rios e mares.

O aproveitamento das correntes fluviais e marítimas externas tornou possível a

utilização da força hidráulica para mover moinhos e rodas d’água, estes foram os

primeiros instrumentos construídos pelo homem

que adquiriram a particularidade e serviram como

autênticos “servomecanismos”.

Figura 4 – Gravura de um moinho, norte da Itália por volta de 1600

Fonte 4 - http://www.deutsches-museum.deFigura 5 - Antiga roda d'agua

Fonte 5 - http://pt.depositphotos.com

14

Nestes, os moinhos eram girados

por rodas munidas de pás (rodas

d’água), movidas pela força hidráulica.

Os primeiros moinhos desta espécie parece ter sido inventados pelos gregos; eram equipamentos rústicos, apresentando uma roda montada na posição horizontal e moviam-se lentamente.

No século I, depois de Cristo o

engenheiro romano Marcos Vitrúvio

transformou esse tipo de moinho, ele

colocou a roda hidráulica em posição

vertical, depois, aproveitando o

conhecimento da roda dentada engrenou

o mastro horizontal com o mastro vertical que movimentava a moenda superior.

Assim, a engrenagem transformou o movimento horizontal em movimento

vertical, aumentando muito as possibilidades de uso deste mecanismo.

Utilizando-se da força dos ventos, ou

seja, energia eólica que é a energia cinética contida nas massas de ar em

movimento, construíram dispositivos que

permitiram o aproveitamento da energia

cinética de translação e depois convertendo-a

em energia cinética de rotação surgiu então o

moinho de vento.

Um moinho de vento, em sentido

restrito, é um moinho que usa a energia

eólica como fonte de energia para os seus

mecanismos, chama-se moinho de vento a

qualquer motor movido a energia eólica.

Os moinhos serviram para moer

cereais, esmagar e misturar outras substâncias. As suas aplicações estenderam-se

a diversos tipos de produção como serração, pesagem de têxteis, torção de fio da

Figura 6 - Antiga Roda d'Água

Fonte 6 - http://pt.depositphotos.com

Figura 7 - Ilustração de um moinho de elevação de água utilizado na Holanda.

Fonte 7 - http://www.portaldeholambra.com.br/moinho

15

seda, esmagamento de trapos para produção de papel, curtumes, mineração,

fundição, etc.

A tecnologia dos moinhos foi, por vezes, adaptada para fins bem diferentes

dos originais. Na Holanda, por exemplo, o célebre moinho de vento foi, na maioria

dos casos, utilizado para acionar bombas hidráulicas movidas à energia eólica,

construídas para drenar a água das chuvas para o mar. Neste caso, a energia que

chega à base do moinho através do seu eixo central é utilizada para fazer rodar um

Parafuso de Arquimedes.

O Parafuso de Arquimedes, ou bomba de

parafuso, é uma máquina utilizada para transferir líquidos entre dois pontos com

elevações diferentes.

Esta máquina originalmente era constituída

por um parafuso colocado dentro de um tubo

cilíndrico oco.

O parafuso de Arquimedes é capaz de elevar

água eficientemente com isto os moinhos tornaram-

se assim uma verdadeira máquina industrial.

“... o registro do Domesday Book (cadastro das terras da Inglaterra elaborado por Guilherme, o Conquistador, em 1806) mostra que, para 3000 comunidades, havia no país 5.624 moinhos d’água”

2.1. A máquina a vapor

Figura 8 - O parafuso de Arquimedes

Fonte 8 - http://pt.wikipedia.org

Figura 9 – Moinhos de vento na Holanda

Fonte 9 - http://www.portaldeholambra.com.br/moinho.html

16

A máquina a vapor, também conhecida como

motor a vapor é definido como sendo uma máquina

térmica, onde a energia potencial termodinâmica contida no vapor é convertida em

trabalho mecânico.

O primeiro motor movido a vapor que se tem registro

na história era considerado um mero brinquedo, a eolípila e

foi inventada no século I por Heron de Alexandria.

Este aparelho que consiste de uma câmara

(normalmente uma esfera ou um cilindro) com tubos

curvados, por onde o vapor é expelido. A força

resultante faz com que o aparelho gire. Normalmente,

a água é aquecida numa bacia, que está ligada á câmara

giratória por um par de tubos que também servem como eixo para a câmara.

O nome provem do latín "aeoli" e "pilha", traduzido como bola de Eolo, em

honra do Deus grego do vento.

Criada provavelmente no inicio do

século XVII ,chamada de máquina a vapor de Branca, este dispositivo compreende

uma roda com pás planas sendo rodado por meio de vapor produzido num recipiente

fechado e dirigido para as pás através de um tubo. Branca explicou que, com

engrenagens adequadas, barras e eixos este

dispositivo poderia ser usado para mover

moinhos, máquinas de estampagem, serrarias e

para bombear água, porém esta máquina

possuía uma eficiência extremamente baixa.

Giovani Branca – O avô de

Revolução Industrial nascido em 22 de abril de

1571 na Itália, físico e arquiteto, a ele é

creditado o fornecimento da primeira descrição e invenção de uma turbina a vapor.

Giovani Branca publicou 77 gravuras que representavam uma turbina a vapor,

juntamente com uma descrição de como movimentar uma roda, atirando jatos de

vapor contra a borda externa desta. Em 1629 Branca inventou uma fábrica de

Figura 10 - Eolípila a primeira máquina térmica

Fonte 10 - http://historiofobia.blogspot.com.br

Figura 11 - Turbina a vapor de Giovanni Branca

Fonte 11 - http://en.wikipedia.org/wiki/Steam_turbine

Figura 12 - Projeto para uma máquina a vapor no início, desenhado por Giovanni Branca, 1629

17

estamparia que usou jatos de vapor para girar uma transmissão que operava a

máquina. Ele morreu 24 de janeiro de 1645.

Até a invenção da máquina a vapor

praticamente só se dispunha de duas

máquinas como fonte de energia na Europa:

a roda hidráulica e o moinho de vento, que

quando muito ofereciam 10 cavalos de

energia.

A maior roda hidráulica de toda a

Europa foi construída para servir às

necessidades do Palácio de Versalhes na

França, em 1682, durante o reinado de Luís

XIV, funcionando bem chegava a produzir 75 cavalos de energia.

O físico francês Dênis Papin (1647 – 1712), expôs uma ideia que se constituiu

no ponto de partida para aqueles que inventaram a máquina a vapor.

Dizia ele:

"já que a água goza da propriedade de que uma pequena quantidade dela transformada em vapor por meio do calor tem uma força elástica similar à do ar, e de que por meio do frio se transforma de novo em água, de maneira que não sobra nem rastro daquela força elástica, cheguei à conclusão de que é possível construir máquinas que no seu interior, por meio de um calor não muito intenso, se pode produzir um vazio perfeito, que de maneira nenhuma poderia se conseguido através da pólvora".

Em1712, baseado nas observações de Denis Papin, o inglês Thomas

Newcomen (1663 -1729), construiu o primeiro motor a vapor, porém com baixa

eficiência desenvolvia baixa velocidade e cerca de 5HP de potência, más ainda era

a melhor forma de se bombear água para fora das minas que ficavam muitas vezes

inundadas, devido à profundidade, pois muitas vezes os trabalhos eram paralisados

durante meses, até ser bombeada a água de riachos subterrâneos.

Fonte 12 - http://italoamericano.com/story/2014-1-22/Giovanni-Branca#.VDmEvxagy5k

Figura 13 - Esquema da máquina a vapor de Newcomen.

18

Para isso, utilizavam-se mecanismos movidos por cavalos, que faziam girar

engrenagens coligadas aos eixos das

bombas. A solução encontrada por

Newcomen era primitiva e o trabalho bastante árduo, mas a próspera indústria

extrativa do carvão estava disposta a pagar qualquer preço, para que as minas

fossem secadas e drenadas.

A invenção do Newcomen consistiu em usar o vapor para impulsionar um

êmbolo num cilindro, e depois para uma alavanca que propulsionava o veio da

bomba que descia para a mina. Dessa forma conseguia tirar água a mais de 50

metros de profundidade ininterruptamente.

2.1.1. A máquina a vapor de James Watt

Neste cenário um jovem chamado James Watt (1736 - 1819), conseguiu se

inserir propondo outra solução, um motor mais eficiente que abriu um novo caminho,

o caminho da Revolução Industrial, um tempo de glória para os ingleses e de grande

desenvolvimento para toda a humanidade.

James Watt, era um engenheiro e matemático, nasceu em 19 de janeiro de

1736 em Greenock, Escócia, seu pai era um construtor de navios e possuía uma

oficina.

James cresceu observando o pai trabalhar e para distraí-lo seu pai lhe dava

instrumentos de navegação como bússolas e sextantes para brincar, assim em

pouco tempo sabia montá-los e desmontá-los quase de olhos fechados, essas

brincadeiras assumiriam, mais tarde, uma importância fundamental no seu

desenvolvimento profissional.

Com a idade de dezoito anos, James Watt foi enviado para Glasgow, Reino

Unido para residir com parentes de sua mãe, e aprender o ofício de construtor de

instrumentos matemáticos. Depois de um ano, ele foi obrigado a voltar para sua

casa na Escócia, por graves problemas de saúde.

Depois de recuperar a sua saúde, James Watt voltou para Glasgow em 1756,

com intenção de abrir um negócio próprio, no entanto, porque ele não tinha

terminado seu aprendizado, e por não ter cumprido os sete anos obrigatórios como

Fonte 13 - http://pt.wikipedia.org

19

aprendiz, uma regra desta época, ele foi proibido pelas corporações e de abrir uma

oficina em Glasgow.

Isto porem não representou o fim, James Watt possuía amigos influentes, que

apreciavam o seu talento.

Assim, em 1757 aos 21 anos foi admitido, na qualidade de fabricante e

reparador de instrumentos de medida, na Universidade de Glasgow, ali permaneceu

até 1760, quando então ele foi autorizado a abrir uma oficina mecânica na cidade.

Ele manteve suas ligações com a Universidade de Glasgow e em certo dia no

ano de 1763 ele recebeu a tarefa de consertar um modelo do motor de Newcomen o

mais avançado até então. Com seu espírito analítico, conseguiu descobrir os pontos

fracos da máquina. Observou que a perda de grandes quantidades de calor era o

defeito mais grave da máquina, e idealizou então o condensador, seu primeiro

grande invento, dispositivo que seria mantido separado do cilindro más conectado a

ele. No condensador a temperatura do vapor seria mantida baixa, enquanto que no

cilindro a temperatura permaneceria elevada.

Procurou, assim, alcançar o máximo de vácuo no condensador. Watt fechou o

cilindro, que antes permanecia aberto, eliminou totalmente o ar e criou uma

verdadeira máquina a vapor. Em 1769, o motor de Watt foi patenteado pelo

engenheiro Matthew Boulton. O motor de Watt ficou famoso ao drenar uma mina

alagada em dezessete dias, enquanto os motores tradicionais levavam meses para

fazê-lo.

Watt propôs também que seu motor fosse utilizado para operar os elevadores

subterrâneos. O motor tinha numerosas aplicações e como substituía os cavalos,

para dar ao comprador uma ideia de sua capacidade, a potência era expressa pelo

número de cavalos que podia substituir, gerando a expressão “cavalo-de-força”.

Por suas contribuições ao desenvolvimento do motor a vapor, o Sistema

Internacional de Unidades adotou em 1889 uma nova unidade de medida de

potência e batizou-a de watt (W).

20

A máquina a vapor

representou grande impulso na revolução industrial. As indústrias, antes quase que

exclusivamente instaladas junto a quedas d’água, sendo esta a principal força motriz

até então, passaram a contar com uma nova propulsão que não dependia mais da

localização geográfica podendo produzir energia em quantidades bem maiores que

as que se obtinha até então, seja com a força animal, moinhos de vento ou rodas

d’água. Unidades de geração de força passaram a ser possível em qualquer lugar

onde houvesse disponibilidade de combustível, viabilizando novas industriais, antes

impensadas, seja pelo local da instalação ou pelo volume de produção.

É incontestável a grande ampliação de alcance que a máquina a vapor trouxe

para a indústria, abrindo

novos horizontes. Mas seu

desenvolvimento não relegou o

papel da roda d’água a

segundo plano. O fato de que

as regiões que detinham a

produção até então

dispunham de importantes

fontes de hidro energia e nem

sempre podiam dispor de

carvão a preços razoáveis

com facilidade, garantiu a continuidade do incentivo ao desenvolvimento dos

motores hidráulicos.

2.2. Como surgiu o motor elétrico2.2.1. A invenção do motor elétricoMuitos trabalharam em busca deste objetivo, a criação de algum dispositivo

que, alimentado por energia elétrica, pudesse gerar energia mecânica, tantos foram

os que contribuíram para a criação do motor através de suas pesquisas individuais

que não existe um consenso geral de quem foi o inventor desta máquina.

Por definição, o motor elétrico é uma máquina destinada a transformar

energia elétrica em energia mecânica.

Figura 14 - Máquina a vapor de James Watt

Fonte 14 - http://1.bp.blogspot.com

21

Sendo assim alguns dizem que o primeiro motor elétrico seria uma invenção

do inglês Michael Faraday, outros a Peter Barlow, Jacobi Moritz, Galileu Ferraris,

Werner Von Siemens, outros ainda ao russo Michael Dobrowolsky.

Certo mesmo, é que, a invenção do motor somente foi possível graças a

pesquisas e descobertas de outras grandes personalidades na história da

eletricidade, que são eles:

Invenção da bateria por Alexandre Volta em 1790.

Geração de um campo magnético de corrente elétrica por Hans

Christian Orested em 1820.

Invenção do eletroímã por William Sturgeon em 1825.

2.2.2. A pilha de Alexandro Volta

2.2.3. A pilha

Figura 15 - orgão elétrico da Arraia

Fonte 16 - http://www.ninha.bio.br/biologia/peixe_eletrico.html

Figura 16 - Peixe elétrico

Fonte 15 - http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_organ

22

O italiano Alessandro Volta foi o inventor da primeira pilha inspirando-se num

artigo publicado pelo químico inglês William Nicholson, segundo o qual os órgãos

elétricos da arraia elétrica pareciam ser formados por discos alternadamente

dispostos.

Os primeiros modelos da pilha eram formados por discos de cobre e zinco

empilhados alternadamente. Cada par era separado por um cartão molhado numa

solução salina.

Ao ligar o disco inferior de zinco ao superior de cobre, através de um fio

metálico, ele observou que repetidas faíscas eram produzidas, ele batizou sua

invenção chamando-a então de “órgão elétrico artificial” por analogia com o órgão

elétrico da arraia elétrica.

A pilha de Volta é constituída por uma solução de ácido sulfúrico em água, na

qual é mergulhado um eletrodo de cobre e um de zinco. Se ligarmos o cobre ao

zinco por um condutor c, passará corrente elétrica nesse condutor, dirigida do cobre

para o zinco, o que indica que há uma diferença de potencial entre eles.

Em 1800, Volta dirige uma carta a Joseph Banks, Presidente da Royal Society

Institute, explicando a pilha que tinha inventado como um aparelho com uma carga

inesgotável que era capaz de se recarregar sozinho após cada explosão.

Figura 17 - Solução Àcida da Pilha

Fonte 18 - http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/p

ilha/pilha_volta/

Figura 18 - Montagem da Pilha

Fonte 17 - http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/

pilha_volta/

23

Sabemos hoje que a capacidade elétrica da pilha não é inesgotável, mas esta

era a primeira vez que se obteve uma fonte onde podia originar uma corrente

elétrica contínua durante muito tempo.

Trata-se então de um gerador que transforma energia química em energia

elétrica.

2.2.4. Christian Oersted e o eletromagnetismoHans Christian Oersted foi um físico e químico dinamarquês (1777 – 1851).

Em 1801, Hans recebeu uma bolsa de estudo para viajar e um subsídio do

governo que possibilitaram a ele passar três anos viajando pela Europa. Na

Alemanha conheceu Johann Wilhelm Ritter, um físico que acreditava na existência

de uma ligação entre eletricidade e magnetismo.

Oersted então iniciou uma série de estudos onde buscava verificar a

existência de relações entre os fenômenos elétricos, o calor, a luz e os efeitos

químicos. Depararam-se, no entanto, com algumas dificuldades na tentativa de

descobrir uma eventual relação entre a eletricidade e o magnetismo.

Em Janeiro de 1804, Oersted volta para a Dinamarca, onde continua a

desenvolver a sua investigação em Física e Química. No seu trabalho Pesquisa

sobre a Identidade das Forças Elétricas e Químicas, publicado em 1812, admite a

hipótese dos fenômenos magnéticos serem

produzidos pela eletricidade. Em abril de

1820, Hans-Christian Oersted, trabalhando como professor da Universidade de

Copenhagen preparou uma experiência para mostrar aos seus alunos, assuntos

estes relacionados à energia e magnetismo.

Figura 19 - Experimento de Orested

Fonte 19 - http://4.bp.blogspot.com/-Oersted.jpg

24

Sua intenção era mostrar a seus alunos que uma corrente elétrica passando

através de um fio poderia fazê-lo brilhar, a tensão elétrica seria fornecida por uma

pilha voltaica, ou seja, a pilha de Alessandro Volta, uma bússola magnética estava

em pé perto do fio, e ao fazer circular a corrente elétrica pelo condutor Oersted

observou que a agulha da bússola era desviada alinhando-se perpendicularmente

ao fio, isto ocorria sempre que o circuito era fechado e uma corrente elétrica

circulava por ele.

Observou também que quando, se colocava o fio perpendicularmente na

direção da agulha da bússola os efeitos provocados eram quase imperceptíveis.

Mas quando se colocava o fio paralelamente na direção da agulha da bússola os

efeitos eram evidentes, pois ela oscilava com força, mantendo um ângulo reto com o

fio.

Esta ocorrência foi surpreendente, pois era uma evidência sólida de que a

eletricidade e o magnetismo eram fenômenos relacionados, Orested pensou que:

Se a eletricidade pode criar magnetismo, então também deve ser possível o

inverso.

Na época desta descoberta, Oersted não conseguiu dar nenhuma explicação

satisfatória para o fenômeno, três meses mais tarde deu início a investigações mais

intensivas. Pouco depois publicou as suas descobertas, provando que a corrente

elétrica produz um campo magnético à medida que flui através de um fio.

A explicação para o comportamento diferente da agulha quando se colocava

o fio eletrizado paralelamente e com ângulo reto em relação à mesma, é que a forca

magnética é perpendicular à direção da agulha, enquanto no segundo caso, a

agulha não sofria nenhuma deflexão haja vista ela já estava alinhada com a direção

da força magnética. Quando se colocava o fio paralelamente à direção da agulha,

esta tendia a se alinhar com a direção da força provocando efeitos perceptíveis.

As experiências realizadas por Oersted, utilizando um instrumento de

concepção relativamente simples, foram suficientes para fazer abalar as estruturas

da física clássica esta experiência colocou, por conseguinte, um desafio a toda

comunidade científica.

25

Esta ideia foi a motivação para

muitas tentativas e experiências de

pesquisadores que visam criar

eletricidade a partir do magnetismo, mas

todos estes fracassaram, até que o

cientista Inglês Michael Faraday revelou o

fenômeno da indução eletromagnética

através de uma série de experimentos

engenhosos. Isso foi em 1831, cerca de

uma década depois da descoberta de

Orested.

2.2.5. O eletroímã de William Sturgeon

William Sturgen (1783 - 1850), inglês físico e inventor dos primeiros ímãs elétricos.

Um breve histórico do imã natural.

Há muito tempo se observou que certos corpos têm a propriedade de atrair o

ferro. Esses corpos foram chamados ímãs. Essa propriedade dos ímãs foi

observada pela primeira vez com o tetróxido de triferro (Fe3O4), numa região da

Ásia chamada Magnésia. Por causa desse fato, esse minério de ferro é chamado

magnetita, e os ímãs também são chamados magnetos.

O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo

magnético, semelhantes àqueles encontrados nos ímãs naturais, geralmente

construído aplicando-se um fio elétrico espiralado ao redor de um núcleo de material

ferromagnético (ferro, aço, níquel, cobalto, etc.).

Figura 20 - Aparelho para o experimento de Oersted

Fonte 20 - http://2.bp.blogspot.com/oersted_exp2.jpg

26

William Sturgeon inventou o eletroímã em

1825. O primeiro eletroímã era uma peça de ferro

curvada em forma de ferradura e envernizada

onde ele enrolou 16 voltas de fio que não se

tocavam, ele utilizou um fio de cobre nu, pois até

esta época o fio isolado ainda não existia.

Quando uma corrente passou através da

bobina; o eletroímã foi magnetizado e quando a

corrente foi interrompida a bobina foi

desmagnetizada.

Com este dispositivo Sturgeon pode, levantar

uma carga de aproximadamente 4 kg utilizando

para isto um eletroímã de cerca de 200 g, a

energia era fornecida por uma única célula de

bateria.

Cinco anos mais tarde, um inventor chamado

Joseph Henry Joseph Henry (1797 – 1878),

cientista norte-americano, fez uma versão muito

mais poderosa do eletroímã, ele corrigiu um o

erro de Sturgeon que utilizou na confecção do

eletroímã fios condutores não isolados,

diminuindo em muito a eficiência da bobina.

Agora a base para a construção de motores elétricos estava pronta.

Michael Faraday (1791-1867) nasceu em Londres, na Inglaterra em

22/09/1791, filho de um ferreiro morava no subúrbio de Londres, aos 13 anos,

Faraday havia aprendido somente o necessário para ler, escrever e um pouco de

Figura 21 - Eletroimã de Sturgeon

Fonte 21 - http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagn

et

Figura 22 - Eletroimã de Joseph Henry

Fonte 22 - http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnet

27

matemática, mas  já trabalhava ajudando no transporte de materiais e também

encadernando publicações em uma livraria, de propriedade de um francês chamado

G. Riebau.

O trabalho como encadernador lhe proporcionou um amplo contato com livros

e despertou sua curiosidade e interesse pelas ciências. Ele lia todos os livros que

lhe permitiam e tal dedicação chamou a atenção até mesmo dos clientes da livraria.

Foi através da ajuda de um desses clientes (William Dance) que, em 1812,

Faraday assistiu a uma série de quatro conferências do químico Humphry Davy, na

Royal Institution que era uma organização dedicada à educação científica e de

pesquisa, com sede em Londres.

Ele anotou cuidadosamente tudo o que viu e ouviu nestas conferências e

enviou uma cópia para o conferencista Humphry Davy, lhe pedindo um emprego em

qualquer função relacionada à atividade científica. Em março do ano seguinte, com a

demissão de um assistente, Faraday conseguiu o emprego. Então, aos 22 anos,

Faraday se tornou assistente de Humphry Davy em seu laboratório na Royal

Institution, Davy era um químico brilhante e seu laboratório um dos mais bem

equipados de toda a Inglaterra.

Em outubro de 1813, Faraday acompanhou Davy em uma viagem pela

França, Itália e Suíça, onde conheceu importantes cientistas de diferentes áreas

como Alessandro Volta e Joseph Gay-Lussac e aprendeu a “ver” e “pensar” os

problemas científicos. Durante vários anos, ele apenas auxiliou Davy em seus

estudos em Química e foi assim que adquiriu uma grande habilidade experimental.

Faraday não havia se dedicado a pesquisas em Física até 1820, ano em que

Christian Oersted divulgou a descoberta do eletromagnetismo, uma relação entre

eletricidade e magnetismo que era esperada já há muito tempo, impressionando

assim toda a comunidade científica da época. O fenômeno observado por Christian

Oersted mostrava o movimento da agulha de uma bússola em função da corrente

elétrica que atravessava um fio próximo, à bússola apresentava propriedades de

simetria desconhecidas até aquele momento, porque não se tratava de atrações e

repulsões, mas sim de um efeito circular em torno do fio e rapidamente cientistas em

várias partes do mundo se voltaram para pesquisas nesta área.

28

Também Davy teve seu interesse desperto pela novidade e foi como

assistente dele que Faraday teve seu primeiro contato com experimentos sobre

eletromagnetismo, empolgado sobre o novo campo de pesquisas eletromagnéticas

Faraday teve que estudar grande parte de tudo o que se sabia e havia sido

publicado sobre eletromagnetismo até aquele momento. Nestes estudos repetiu os

experimentos que os pesquisadores descreveram em seus artigos e buscou

melhores interpretações para os mesmos.

Estimulado por estas leituras e pelas controvérsias encontradas nos trabalhos

que estudou, Faraday iniciou uma série de experiências inovadoras sobre rotações

de imãs e fios condutores de eletricidade utilizando os efeitos eletromagnéticos. Na

prática, ele conseguiu produzir rotações contínuas de fios e imãs em torno uns dos

outros, ou em outras palavras, conseguiu transformar energia elétrica em energia

mecânica.

E em 1821, o inglês Michael Faraday então com 30 anos, criou um

experimento para a demonstração de rotação eletromagnética o que muitos

consideram este experimento como a invenção do motor elétrico.

Um fio vertical suspenso que movia em uma

órbita circular em torno de um ímã.

Seu dispositivo apresentava um fio rígido em

um recipiente de mercúrio (um metal que é líquido à

temperatura ambiente) e um excelente condutor e um

imã permanente no centro do recipiente. Ele enviou

eletricidade através do fio e criou um campo

magnético ao seu redor. Este campo interagia com o

campo à volta do ímã e fazia com que o fio girasse

em torno do ímã.

Apesar de não ter qualquer aplicação prática, a

invenção de Faraday foi o primeiro passo para a

evolução do motor elétrico.

Figura 23 - Motor de Faraday

Fonte 23 - http://www.ieeeghn.org/wiki/index.p

hp/File:Faradays_Motor_0126.jpg

29

Conhecido como a Roda de

Barlow, este foi o primeiro dispositivo

rotativo impulsionado por

eletromagnetismo, foi construído em

1822 pelo matemático inglês Peter

Barlow (1776 -1862).

A Roda de Barlow foi um

dispositivo inventado para mostrar como

se poderia obter movimento de um

corpo utilizando-se um campo

magnético e uma corrente elétrica. É uma roda dentada de cobre, suspensa por um

eixo horizontal, cujos dentes submergem no mercúrio contido numa cuba. A roda

fica colocada entre os polos de um ímã, de maneira tal que o campo magnético seja

perpendicular à roda.

A corrente elétrica contínua, fornecida por um gerador, percorre a roda

segundo um raio do círculo, e passa através do mercúrio na cuba, os dentes que

estão em contato com mercúrio fecham o circuito.

Vê-se, pela regra da mão esquerda, que a roda fica sujeita a uma força que

atua no plano da roda. Essa força produz na roda um movimento de rotação.

2.2.6. A indução eletromagnéticaA indução eletromagnética é o fenômeno que origina a produção de uma

força eletromotriz num meio ou corpo exposto a um campo magnético variável, ou

bem num meio móvel exposto a um campo magnético estático. É assim que, quando

o dito corpo é um condutor, produz-se uma corrente induzida.

Quando Orested mostrou, através de experimentos, que uma corrente elétrica

gera um campo magnético à sua volta, muitos físicos da época começaram a pensar

no modo contrário, isto é, começaram a imaginar se um campo magnético poderia

gerar uma corrente elétrica.

Na época, acreditava-se que a corrente elétrica era um fluido e para

conseguir explicar corretamente que um campo magnético gera uma corrente,

Figura 24 - Roda de Barlow

Fonte 24 - http://www.pcbheaven.com/opendir/images/thum

bs/od_2141_1_1384265023.png

30

partiu-se do princípio que algum tipo de movimento ou variação do campo magnético

poderia provocar o movimento desse fluido, a questão era saber como isso poderia

ser feito.

Em 29 de agosto de 1831 Faraday em seu experimento colocou duas bobinas

próximas e fez passar corrente por uma delas. Observou que pela outra passava

também uma corrente, quando abria e fechava o circuito da primeira: era a

descoberta da indução eletromagnética (o campo magnético da primeira bobina

induzia corrente na segunda). A simples presença do campo magnético não gerou

corrente elétrica. Para gerar corrente era necessário variar o fluxo magnético no

tempo. É o que ocorria no momento quando Faraday abria e fechava o circuito.

Este experimento mostrou que se num circuito elétrico sempre que houver

uma variação de fluxo magnético, aparecerá nos seus terminais uma diferença de

potencial (ddp), chamada de força eletromotriz induzida (fem), ou simplesmente,

tensão induzida. Neste ano Faraday anunciou sua formula que deu à lei da indução

eletromagnética.

Faraday afirma que a corrente elétrica induzida em um circuito fechado por

um campo magnético é proporcional ao número de linhas do fluxo que atravessa a

área envolvida do circuito, por unidade de tempo.

Más a precária formação de Faraday não lhe permitia tais elaborações, de

forma que a lei da indução eletromagnética só foi escrita em linguagem matemática

posteriormente em por Franz Ernst Neumann um matemático alemão, e

aperfeiçoada por Emil Lenz um físico também alemão, por este motivo hoje a lei é

também é chamada de:

2.2.6.1. Lei de Faraday-Neumann-Lenz

31

Onde:

e - força eletromotriz induzida (tensão induzida) em Volts;

- Variação do fluxo magnético no tempo [Wb/s];

N - número de espiras

Ɛ - força eletromotriz induzida (tensão induzida) em Volts;

Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1864), físico alemão que baseado na Lei

da Indução Eletromagnética, de Michael Faraday, formulou um princípio básico, hoje

conhecido por Lei de Lenz, uma lei que permite predizer a direção de uma corrente

induzida em qualquer circunstância. Faraday, em seus estudos e experimentações,

percebeu que a corrente induzida que aparecia no circuito mudava de sentido

constantemente, ou seja, em um dado momento ela estava em um sentido em outro

ela estava em sentido contrário ao primeiro. Apesar de perceber esse

acontecimento, Faraday não conseguiu chegar a uma lei que indicasse como

determinar o sentido da corrente induzida. Foi somente no ano de 1834, poucos

anos após a publicação dos trabalhos de Faraday, que o físico Lenz apresentou

uma regra, atualmente conhecida como Lei de Lenz, que permite indicar o sentido

da corrente induzida.

Quando um ímã se aproxima de uma espira, surge uma corrente induzida

sobre ele. Essa corrente faz surgir um campo magnético, cujo sentido pode ser

determinado pela regra de André-Marie Ampère (1775-1836). A Lei de Ampère

afirma que o sentido do campo magnético é determinado pelo sentido da corrente.

Dessa forma, invertendo o sentido da corrente, invertemos também o sentido do

campo.

Essa relação é representada pela regra da mão direita: o polegar da mão

direita indica o sentido convencional da corrente elétrica; e os outros dedos, ao

envolverem o condutor por onde passa a corrente, dão o sentido das linhas de

campo magnético.

Ao aplicar essa regra verifica-se que o campo magnético tem sentido oposto

ao campo magnético do ímã. E ao afastar o ímã da bobina percebe-se que a

corrente induzida surge em sentido contrário à situação anterior e ao utilizar

novamente a regra de Ampere é possível perceber que o campo magnético criado

pela corrente induzida tem o mesmo sentido do campo magnético do ímã.

32

Ao fazer essas observações Lenz concluiu que o sentido da corrente é o oposto da variação do campo magnético que lhe deu origem, Lenz formulou uma lei que

ficou conhecida como a Lei de Lenz e pode ser enunciada da seguinte forma:

“A corrente induzida em um circuito aparece sempre com um sentido tal que o campo magnético que ele cria tende a contrariar a variação do fluxo magnético através da espira.”

2.2.6.2. Atribuição desta descoberta

Joseph Henry (1797-1878), foi um cientista americano que em suas

pesquisas buscando aumentar a potência do eletroímã inventado por William

Sturgeon, acabou descobrindo em 1832 a autoindutância em circuitos elétricos, ou

seja, em um circuito constituído de uma ou mais espiras, formando uma bobina

perfeita, quando percorrido por uma corrente elétrica produz um campo magnético,

este campo cria um fluxo que as atravessa.

Porém por demorar em publicar tal fato e coincidentemente Michael Faraday

descobrindo o mesmo, a este foi creditada esta descoberta na Inglaterra, pois foi o

primeiro a publicar sobre o assunto. Em reconhecimento e homenagem a Henry, a

unidade SI de indutância leva seu nome e a Faraday foi atribuído a (lei da indução

magnética), conhecida como Lei de Faraday.

Muitas vezes, os inventores nada sabiam um sobre o outro e desenvolveram

soluções semelhantes de forma independente.

33

2.3. Motor alternativo de BottoGiuseppe Domenico Botto, um físico

Italiano (1791 - 1865).

Este motor surgiu em 1834, o

aparelho é formado por três eletroímãs:

dois fixos com a mesma polaridade frente

um ao outro, e um terceiro móvel para

oscilar entre os dois. Quando se alimenta o

motor com uma corrente continua a

eletroímã do centro é atraído pelo eletroímã

fixo e repelido pelo outro eletroímã fixo, no

entanto, pouco antes do eletroímã móvel

atingir a fixo um comutador é acionado, o

comutador consiste de dois braços de balanço de bronze mergulhando em copos de

contato do mercúrio. Este arranjo alterna o sentido da corrente nos eletroímãs fixos.

Este motor imitava o movimento de balanço da máquina a vapor de James

Watt a pressão do vapor neste caso está sendo substituído pela atração de um

eletroímã desta forma o ciclo é repetido novamente num movimento de vaivém, que

é convertido numa rotação por meio de um sistema de haste e manivela.

Figura 25 - Motor alternativo de Botto

Fonte 25 - http://www.percorsielettrici.it/macchine-elettriche/motori/39-botto/57-motore-di-botto

Figura 26 - Esquema construtivo do motor de Botto

Fonte 26 - http://www.percorsielettrici.it/macchine-elettriche/motori/39-botto/57-motore-di-botto

34

Moritz von Jacobi (1801-1874)

Criou o primeiro motor eléctrico real em 1834

Moritz von Jacobi (engenheiro e físico alemão,

naturalizado russo) nasceu em Potsdam em 1801.

Mudou-se para Königsberg (então Prússia,

hoje Rússia), no início de 1833 e começa com

experimentos sobre eletroímãs em forma de

ferradura.

Em janeiro de 1834, ele escreve uma carta

para Poggendorf, editor do Annalen der Physik und

Chemie sobre seus sucessos.

Ele volta-se agora para a construção de um motor eléctrico de verdade, que

ele termina em maio 1834.

Este primeiro motor elétrico estabeleceu um recorde mundial no desempenho

que ficou por quatro anos e foi melhorada em setembro 1838 apenas pelo próprio

Jacobi.

Somente no final de 1839/40, foi que outros desenvolvedores em todo o

mundo conseguiram construir motores semelhantes ao de Jacobi, e mais tarde

também o superaram.

Figura 28 - Perspectiva do motor de Jacobi de 1834

Fonte 28 - http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/transformator-

fernuebertragung/lb/elektrifizierung-geschichte-elektromotore

Fonte 27 - https://en.wikipedia.org/wiki/Mori

tz_von_Jacobi

Figura 27 - Jacobi

35

A figura 28 é uma perspectiva do motor de Jacobi de 1834, que foi composta

de dois conjuntos de eletroímãs.

O primeiro conjunto de eletroímãs esta fixa na base estacionária (estator) os

eletroímãs estavam dispostos em círculo, com os polos salientes paralelo com o eixo

de transmissão.

O segundo conjunto de eletroímãs foi fixado ao disco móvel, (rotor) onde o

eixo de transmissão também estava montado.

Cada conjunto era composto por quatro ímãs, desta forma

consequentemente, este era um motor de oito polos magnéticos.

A energia era fornecida partir de uma poderosa bateria, a corrente passava

primeiramente por um comutador e depois para as bobinas dos eletroímãs, assim os

eletroímãs eram atraídos um pelo outro e o disco rodava. Através do uso do

comutador montado sobre o eixo, a corrente era revertida oito vezes durante cada

volta, desta forma haveria sempre dois conjuntos de eletroímãs com polos opostos

um ao outro, cessando a atração, iniciava a repulsão, e o movimento desta forma

era acelerado.

Em 1838, Jacobi

realizou sua experiência com

algumas alterações referentes

ao primeiro motor de 1834, de

modo a obter maior potência,

neste segundo motor, dois

conjuntos de eletroímãs

estavam fixos na base

estacionária, que agora são

dois, um em cada lado e no

meio um disco de rotação

preso ao eixo de transmissão.

Figura 29 - Motor Jacobi de 1838

Fonte 29 - http://www.eti.kit.edu/img/content/19_Verbesserter_Jacobi_Motor.jpg

36

Cada conjunto foi composto por doze eletroímãs. Os eletroímãs no disco de

rotação foram montados sob a forma de barras retas passando internamente através

da base do disco de rotação, no eixo de transmissão estava montado o comutador,

formado por quatro anéis, que alternavam a direção da corrente elétrica, a inversão

da corrente garantia que os pólos dos eletroímãs rotativos estariam sempre opostos

aos polos dos eletroímãs fixos.

O energia foi garantida por 320 células de pilha, cada célula é formada por

uma placa de cobre e outra de zinco, pesando 200 kg e são colocadas ao longo das

duas paredes laterais do barco, a pilha utilizada agora é a de Daniell, pois a a pilha

de Volta mostrou um defeito, devido ao fenômeno da polarização, a pilha deixava de

ser eficaz devido à reação química , que dava origem às bolhas de hidrogênio ao

redor do disco de cobre, formando uma película sobre a superfície que isola a

corrente. Em 1836 este problema foi resolvido pelo inglês químico John Frederic

Daniell, cuja solução foi a invenção de uma nova pilha, sua pilha possuía um

eletrodo negativo de zinco mergulhado em um eletrólito de ácido sulfúrico diluído, e

um eletrodo de cobre em uma solução saturada de sulfato de cobre. O ácido

sulfúrico era separado do sulfato de cobre por meio de uma membrana porosa e não

ocorria mais o efeito da polarização.

Esta solução representou um grande avanço tecnológico para a época, com

tudo o motor desenvolveu apenas 300 watts de potência, a uma velocidade do rotor

entre 80 a 120 rpm. Este primeiro teste ocorreu setembro de 1838, um barco de 8

metros de comprimento navegou pelo rio Neva com um propulsor acionado por um

motor elétrico tanto no sentido da corrente e também contra correnteza , o barco

viaja numa velocidade de 2,5 km / h ao longo de uma rota de 7,5 km de

comprimento, e leva doze passageiros Entre os membros da equipe estavam os

físicos Jacobi H. Moritz Jacobi e Emil Lentz.

Em 08 de agosto de 1839, Jacobi repete esta experiência agora buscando

ainda mais potência ele utiliza dois motores ligados no mesmo eixo do propulsor,

sendo alimentados por 138 células da pilha de Grove.

37

A pilha de Grove competia com a de Daniell, contudo, a de Grove tinha uma

vantagem, pois tinha uma voltagem de 1,9V, sendo maior que a de Daniell,

utilizando arame de platina como eletrodo e, como eletrólito, ácido sulfúrico e ácido

nítrico (zinco em ácido sulfúrico e platina em ácido nítrico) , a pilha de Grove

provocava uma reação química muito forte e resultava na emissão de gases tóxicos,

nocivos a saúde, a liberação de gás gerado pela reação química das bateria era tão

intensa que incomodava a todos no barco o que obrigou a interrupção por várias

vezes deste experimento. Os espectadores, às margens do rio Neva que

participaram do experimento foram forçados a deixar o local.

Seu barco está agora chegando aos 4 km / h e desenvolve uma potência de

1kw.

Em outubro 1841 Jacobi demonstra mais uma vez um aparelho melhorado, o

que é apenas ligeiramente superior ao modelo de 1839.

A aplicação prática da energia elétrica em trabalho mecânico ficou assim

comprovada.

O barco elétrico foi testado até 1842 e, em seguida, os testes foram

interrompidos por causa da incapacidade das baterias em gerar alimentação

contínua para os motores elétricos e também por Jacobi acreditar que o motor

elétrico ainda não é viável, pois toda a energia provinha de baterias, que eram muito

caras e de uso restrito.

Figura 30 - Barco motorizado no rio Neva

Fonte 30 - http://www.tthk.ee/Elektriajamid_2011/template_images/joonis6.gif

38

Não existem imagens do motor real, más pelo relatório realizado em

novembro 1834 onde Jacobi enviou um relatório sobre o seu motor para a Academia

de Ciências de Paris e no verão de 1835, ele publicou um memorando científico

detalhado, todas as características deste motor são conhecidas em detalhes até

hoje, seu texto é decidido em 23 seções e foi ampliado em 1837 com mais 15

seções.

A única imagem do motor é esta gravura de aço a partir de 1835.

O motor original já não existe, mas uma cópia está no Museu Politécnico de

Moscou.

Dr. Kowaleski da Universidade de Rostock fez uma reconstrução do motor.

A empresa de energia alemã Badenwerk AG também construiu duas cópias

adicionais em 1992.

Um deles foi doado para o Deutsches Museum, em Munique, o outro está

agora localizado no Instituto de Eletrotécnica (ETI) no Instituto de Tecnologia de

Karlsruhe.

O motor é totalmente funcional, sua alimentação, no entanto, não vem das

baterias de cobre e zinco originais, mas a partir de uma fonte de energia escondida.

Figura 31 - Primeiro motor de Jacobi

Fonte 31 - http://www.eti.kit.edu/img/content/14_Motor_von_Jacobi_1834.jpg

39

Estrutura de suporte de madeira:

Um disco cilíndrico (rotor) com quatro eletroímãs em forma de ferradura

Uma base fixa com quatro eletroímãs em ferradura disposto em forma

cilíndrica.

Eixo quadrado fabricado em aço forjado fixo ao

disco por uma das extremidades e apoiado em mancais

também fabricados em de aço.

Comutadores e escovas:

4 discos de comutador

com seções de isolamento feitos de

ébano.

4 escovas (alavancas de

abastecimento de corrente).

4 tubos de contato com

enchimento de mercúrio

Figura 32 - Réplica do motor de Jacobi

Fonte 32 - http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Motor_6.jpg

Figura 33 - Comutador e Escovas

Fonte 33 - http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Mot

or_4.jpg

40

Velocidade de rotação: 60-130 revoluções por minuto

O abastecimento de energia a partir de quatro baterias voltaicas:

Tensão de 4 a 6 V

Corrente de 8 a 15 A

Concebido como calhas de cobre cheias de

ácido sulfúrico e chapas de zinco com

superfície total de 2 metros quadrados, imersos

nesta solução.

Enrolamento de fio de cobre do eletroímã:

Comprimento Total: 320 Fuß = 100

mm.

Diâmetro do fio ø1 quarto Paris Lines

= 2,83 mm.

Barras de aço em forma de ferradura:

Comprimento das pernas pólo: 7 Zoll

= 183 milímetros.

Diâmetro das pernas de pólos: 1 Zoll

= 26 milímetros.

A pedido do Cezar (Imperador) da Rússia Jacobi mudou-se para São

Petersburgo, em agosto 1838, depois de ter vivido em Doprat (agora Tartu, na

Estónia), onde foi nomeado como professor de arquitetura civil na universidade de

língua alemã em junho 1835. Em São Petersburgo, ele é bem-vindo na Academia de

Ciências generosamente apoiado pelo czar nos seus trabalhos sobre o motor

elétrico. Ele começa sua cooperação com Emil Lenz. Juntos, exploram fenômenos

eletromagnéticos nas próximas décadas.

Figura 34 - A bateria de cobre-zinco

Fonte 34 - http://www.eti.kit.edu/img/content/Ja

cobi_Motor_5.jpg

Figura 35 - Elétroimãs

Fonte 35 - http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Moto

r_1

41

Em 13 de setembro de 1838 Jacobi demonstra no rio Neva num barco 8

metros de comprimento com o propulsor acionado por um motor elétrico. As baterias

de zinco são formadas por 320 pares de placas de cobre, pesando 200 kg e são

colocadas ao longo das duas paredes laterais do barco. O motor tem cerca de 300 w

de potência.

O barco viaja numa velocidade de 2,5 km / h ao longo de uma rota de 7,5 km

de comprimento, e leva doze passageiros. Ele continua navegando com seu barco

durante dias depois no Neva. Reportagens de jornais contemporâneos da época

afirmam que o consumo de zinco após dois a três meses de operação foi de 24

quilos.

42

3. EVOLUÇÃO DO MOTOR

Figura 36 - Documento de registro da experiência

Fonte 36 - http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Denkschrift.jpg

Figura 37 - Ernst Werner Von Siemens

43

Dr. Ernst Werner Von Siemens (1816 – 1892)

Criou o primeiro gerador de corrente continua

auto induzido em 1856.

Werner Siemens (Engenheiro, inventor,

eletrotécnico e industrial alemão) nascido em Lenthe,

antiga Prússia, hoje Alemanha.

Mudou-se para Lübeck que fica no norte da

Alemanha, onde passou sua infância e teve sua

educação básica.

No ano de 1833, ele iniciou seus estudos de engenharia e com eles, vieram

inovações e aperfeiçoamentos de equipamentos elétricos.

Uma de suas principais invenções foi o telégrafo que auxiliou a comunicação

e substituiu o Código Morse.

Já, no ano de 1838, Jacobi Moritz desenvolveu o primeiro motor elétrico em

trabalho mecânico, onde toda a energia elétrica para o funcionamento do motor era

gerada por baterias, que por sinal, na época, caras e de uso restrito. O foco então se

virou para a geração de energia elétrica de baixo custo.

Em outubro de 1847 Ernest Werner fundou uma companhia de

industrialização Siemens & Halske.

Então em 1856, o cientista e eletrotécnico alemão Werner Von Siemens

obteve a construção de um gerador de corrente, magnético, com induzido T duplo.

Esse aparelho foi construído com imãs permanentes de ação restrita. Por isso não

era suficiente para abastecer indústrias, e ou, equipamentos domésticos.

Dr. Ernest Werner Siemens continuou suas pesquisas para conseguir

aprimorar sua invenção e continuar com seu histórico de inovações e feitos incríveis.

Então finalmente, no ano de 1866, Werner Siemens construiu um gerador de

corrente continua auto induzido sem imã permanente.

O primeiro gerador de Ernest Werner Siemens podia gerar uma potência de

aproximadamente 30 Watts e tinha uma rotação de 1200rpm. A máquina de Ernest

Werner Siemens foi uma nova inovação do engenheiro e inventor, pois alem de

funcionar como um gerador de energia elétrica como desejava, ele também

Fonte 37 - http://www.ssplprints.com/ima

ge/89967

44

percebeu que a maquina poderia ser operada como um motor, desde que se

aplicassem as suas escovas uma corrente contínua.

Nas imagens abaixo podemos ver o primeiro dínamo de Werner Siemens.

Uma delas nos mostra o dínamo montado, e na outra podemos observar seus

componentes.

Através desta descoberta, foi também provado que a tensão necessária para

o magnetismo poderia ser retirada do próprio enrolamento do motor, ou seja, é

produzida uma potência total através da força eletromotriz, e parte dessa potência

que chamamos de potência dissipada (que é dissipada dentro da resistência interna

do próprio gerador) é retida para o trabalho do mesmo.

Comutador com EscovasInduzido T Duplo

Polos do Estator

Enrrolamento do Induzido

Figura 38 - Dínamo de Werner Von Siemens

Fonte 38 - http://www.siemens.com/press/en/presspicture

Figura 39 - Dínamo de Werner Von Siemens (Rachurado)

Fonte 39 - http://avariasnummotordeinducao.blogspot.com.br/

45

Essa potência dissipada representa a resistência elétrica dos circuitos que

compõe o gerador. Como por exemplo, um estabilizador de computador. Todos os

componentes, incluindo sua placa geram uma resistência. Uma bateria de celular ou

uma pilha também geram uma resistência elétrica e são utilizados como fonte de

energia para tais equipamentos. Porem essa potência dissipada não é produzido na

saída. Quando uma bateria ou pilha fornece uma DDP (diferença de potencial) na

saída, quer dizer que foi produzida uma potência maior no interior do que na saída.

Essa DDP retratada através de potência, na saída é chamada de potência útil,

que será utilizada para realizar o trabalho elétrico.

Em 1879, treze anos após a descoberta do dínamo, a companhia Siemens &

Halske apresentou numa exposição em Berlin – capital da Alemanha, a primeira

locomotiva com motor elétrico a qual deu o nome de “Siemens E4” e também a

primeira estrada eletrificada.

Na exposição a locomotiva

transportou cerca de 86.000

visitantes da feira, que foi um

numero expressivo. O trem,

composto pela locomotiva e

três vagões abertos ao tempo

era movimentado através de

um motor de 2.500W de

potência e atingia uma

velocidade de 12 km/h por

uma distancia de 300 metros.

Esse motor elétrico era de

corrente continua e estava sendo alimentado por uma corrente distribuída em um

trilho central. Essa alimentação era feita através de duas sapatas ou carris metálicos

que deslizavam pelas faces do trilho central. Mais toda essa tecnologia apresentada

naquela época era muito vulnerável a serviços e apresentava também um alto custo

para sua fabricação.

Sendo assim, a busca por um motor mais barato, menor custo de

manutenção e mais robusto continuou a ser estudado pelo mundo.

Figura 40 - Locomotiva Eletrica

Fonte 40 - https://portogente.com.br/a-invencao-da-locomotiva-eletrica

46

Galileu Ferraris (1847 – 1897)

Criou o primeiro motor de corrente alternada de duas fases.

Galileu Ferraris (Físico e engenheiro elétrico

italiano), nascido em Livorno na região de Piemonte,

província de Vercelli na Itália.

Frequentou por três anos a faculdade de física e

matemática e em seguida, durante dois anos ele se

dedicou aos estudos na escola de aplicação para

engenheiros em Turim. Com essa bagagem, ele adquiriu

o diploma de engenheiro civil em setembro de 1869.

Galileu mostrava um grande interesse em encontrar soluções para o

desenvolvimento industrial, sendo um deles a transmissão de energia à distância.

Em 1885, Galileu iniciou uma serie de

pesquisas e estudos relacionados aos

transformadores, ele estudava a diferença de fase entre a

intensidade da corrente primaria em relação a corrente

secundaria. Foi quando, surgiu um fenômeno que

relacionou a seus estudos de óptica. Galileu então

encontrou uma forma de combinar dois campos

magnéticos em quadratura de fase para obter um campo

magnético girante (campo magnético criado por uma

estrutura estática, com polos que rodam em um espaço ao

redor de um eixo, com uma velocidade constante), o qual

deu o nome de aparelho eletromecânico.

A partir dessa descoberta, foi criado o motor de corrente alternada de duas

fases, que funcionava com a composição de dois campos magnéticos alternados

criados por bobinas fixas colocadas em quadratura, sendo cada uma delas

percorrida por uma corrente elétrica alternada. Mais Galileu não tomou

conhecimento da importância de sua descoberta em relação ao aprimoramento do

motor elétrico.

Figura 41 - Galileu Ferraris

Fonte 41- www.comune.livornoferraris.vc.it/

museo/galileo

Figura 42 - Aparelho Eletromecânico

Fonte 42 - http://paginas.GalFerraris.

47

Seguindo a busca pelo motor ideal, com baixo custo de manutenção, mais

robusto e com uma fabricação mais barata, Nicolas Tesla apresentou então sua

criação.

Nicola Tesla (1856 - 1943)

Nicola Tesla (Engenheiro mecânico e

Eletrotécnico), nascido em Smiljan, que era

então parte do Império Austo – Húngaro, hoje

atual Croácia.

Curiosamente, Tesla nasceu em meio a

uma tempestade de verão com muitos

relâmpagos. A parteira comentou que ele seria

um “filho da tempestade” e sua mãe logo

respondeu: ”Não, de luz”.

Tesla abriu uma enorme porta para o

desenvolvimento mundial. Era uma pessoa

fascinada por eletricidade e começou inúmeras pesquisas para saber sempre mais

sobre o assunto. Nicola Tesla tinha o objetivo de melhorar o funcionamento de

motores e geradores utilizando corrente alternada, porem quando disse a respeito

de sua ideia para um de seus professores na faculdade, o mesmo disse que Tesla

jamais conseguiria tal feito, pois se tratava de um esquema de movimento perpetuo.

Mais o grande gênio não abandonou sua ideia e tinha muita convicção que estava

certo a respeito da inovação a partir da corrente alternada. Então, em 1881, Tesla se

mudou para Budapeste, na Hungria.

Foi onde iniciou sua carreira profissional, em uma empresa de telégrafo,

chamada American Telephone Company. Tesla logo se tornou eletricista teste na

empresa e mais tarde tornou-se engenheiro do estado da Iugoslávia.

Em uma tarde, quando caminhava pelo parque da cidade, ao parar para

observar o por do sol como fazia de costume, Tesla teve uma ideia relâmpago e

então, começou a desenhar um diagrama no chão, no qual ele percebeu um campo

giratório de energia. Ele percebeu então que poderia reproduzir esse campo giratório

ao energizar enrolamentos de bobinas de um motor em diferentes passos ou fases.

Fonte 43 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tes

la

Figura 43 - Nicolas Tesla

48

As forças eletromagnéticas resultantes de repulsão e atração fariam com que o rotor

girasse em torno de seu eixo. Todo esse processo poderia ser feito com correntes

alternadas.

Foi então que ele percebeu que o uso da corrente alternada poderia ser

inserido nos motores e geradores de energia elétrica, e que não se tratava de um

esquema de movimento perpetuo como disse seu professor na universidade.

Tesla era ambicioso, e tinha um sonho de conhecer a os Estados Unidos da

America e também Thomas Edison. O sonho era tão grande que Tesla decidiu ir

para Nova York em 1884 e logo recebeu uma proposta de emprego de Thomas

Edison. Naquela época Nova York já era abastecida por energia e luz elétrica

através da estação de corrente continua instalada por Thomas Edison.

Então Tesla, vendo as falhas do sistema de geração de corrente continua,

resolveu mostrar seu projeto de motor, ou gerador em corrente alternada para

Edison. Mais, a ideia de tesla não agradou Edison que era totalmente contra o

sistema de corrente alternada, pois todo seu império era baseado em corrente

continua. Foi quando começou uma grande divergência de opinião entre Tesla e

Edison.

Figura 44 - Princípio de um Motor de Corrente Alternada

Fonte 44 - http://www.mspc.eng.br/elemag/ac_0710.shtml

49

Tesla, então desenvolveu o modelo polifásico alternado que conhecemos

atualmente. Desenvolveu também componentes do sistema de geração e

transmissão de corrente alternada que são utilizados ate os dias de hoje. Em maio

de 1888 Tesla finalmente apresentou seu motor de corrente alternada ao mundo.

Durante os cinco anos seguintes, foram concedidos a Tesla vinte e duas

patentes americanas, pelos motores, transformadores e geradores de transmissão

em corrente alternada.

4. TIPOS DE MOTORES ELÉTRICOS

4.1. Motores de corrente continua

Motores de corrente contínua são motores de custo elevado e, alem

disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que

converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com

velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande

Figura 45 - Motor de Corrente Alternada de Tesla

Fonte 45 - http://www.institutotesla.org/tech/TeslaAlternatingCurrent.html

50

flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que

estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no

caso da alimentação usada ser contínua, como no caso das pilhas em

brinquedos.

O controle de velocidade de um motor de CC pode ser feito variando-se a sua

tensão de armadura (tensão do rotor). Devido a essa facilidade esse tipo de motor e

muito utilizado em:

4.2. Fatores que de seleção do motor cc

Grau de proteção

Tipos de refrigeração

Ciclo de carga

Classe de temperatura

PARTES PRINCIPAIS DO MCC

Figura 46 - Imagem representação de um motor CC

Fonte 46 - Apostila Senai

51

O motor possui rotor e estator.

O rotor consiste de:

Eixo da Armadura – imprime rotação ao núcleo da armadura,

enrolamentos e comutador.

Núcleo da armadura: está conectado ao eixo e é construído de

camadas laminadas de aço, provendo uma faixa de baixa relutância

magnética entre os pólos. As lâminas servem para reduzir as correntes

parasitas no núcleo, e o aço usado é de qualidade destinada a produzir uma

baixa perda por histerese. O núcleo contém ranhuras axiais na sua periferia

para colocação do enrolamento da armadura.

Enrolamento da armadura: é constituído de bobinas isoladas entre si e

do núcleo da armadura. É colocado nas ranhuras e eletricamente ligado ao

comutador.

Comutador: devido à rotação do eixo, providencia o necessário

chaveamento para o processo de comutação. O comutador consiste de

segmentos de cobre, individuais isolados entre si e do eixo, eletricamente

conectados às bobinas do enrolamento de armadura.

Figura 47 - Parte de um motor de corrente contínua

Fonte 47 - Apostila Senai

52

O rotor da armadura das máquinas de C tem quatro funções

principais: (1) permite rotação para ação geradora ou ação motora mecânica;

(2) em virtude da rotação, produz ação de chaveamento necessário para a

comutação; (3) contém os condutores que induzem a tensão ou

providenciam um torque eletromagnético; e (4) providência uma faixa de

baixa relutância para o fluxo. O estator da máquina de corrente contínua

consiste de:

Carcaça: é uma carapaça ou estrutura cilíndrica de aço ou ferro

fundido ou laminado. Não apenas a carcaça serve como suporte das partes

descritas, mas também providencia uma faixa de retorno do fluxo para o

circuito magnético criado pelos enrolamentos de campo.

Enrolamento de campo: consiste de umas poucas espiras de fio

grosso para o campo-série ou muitas espiras de fio fino para o campo-shunt.

Essencialmente, as bobinas de campo são eletromagnetos, cujos ampères-

espiras (Ae) providenciam uma força magnetomotriz adequada à produção,

no entreferro, do fluxo necessário para gerar uma f.e.m. ou uma força

mecânica. Os enrolamentos de campo são suportados pelos pólos.

Pólos: são constituídos de ferro laminado e parafusados ou soldados

na carcaça, após a inserção dos rolamentos de campo nos mesmos. A

sapata polar é curvada e é mais larga que o núcleo polar para espalhar o

fluxo mais uniformemente.

Interpolo: ele e o seu enrolamento também são montados na carapaça

da máquina. Eles são localizados na região interpolar, entre os pólos

principais, e são geralmente de tamanho menor. O enrolamento do interpolo

é composto de algumas poucas espiras de fio grosso, pois é ligado em série

com o circuito da armadura, de modo que a f.e.m. é proporcional à corrente

da armadura.

Escovas e Anéis-Suporte de Escovas: assim como os interpolos, é

parte integrante da armadura. As escovas são de carvão e grafite,

53

suportadas na estrutura do estator por um suporte tipo anel, e mantidas no

suporte por meio de molas, de forma que as escovas manterão um contato

firme com os segmentos do comutador. As escovas estão sempre

instantaneamente conectadas a um segmento e em contato com uma bobina

localizada na zona interpolar.

4.3. Motor de corrente alternadaMotor elétrico de corrente alternada é um equipamento rotativo que funciona a

partir de energia elétrica, diferente de outros motores elétricos, o motor ca não

precisa, necessariamente, qualquer entreposto dele à alimentação e serve,

basicamente, para "girar" um segundo acoplado, ou movido. O elétrico esta sempre

ativo.

Estes motores podem ser divididos, num primeiro momento, em síncronos e

assíncronos, sendo que, este último, sofre escorregamento conforme a intensidade

de carga (i.e., oscila a rotação), contudo, são a esmagadora maioria nas indústrias.

Outra grande divisão dentre os motores CA (de corrente alternada), são em

trifásicos e monofásicos. A diferença entre estes dois tipos de alimentação alteram

profundamente a versatilidade e desempenho do motor, sendo, os monofásicos,

muito mais limitados e necessitados de capacitores de partida, senão, não

conseguem vencer a inércia.

Os motores de corrente alternada têm outras muitas divisões todas elas

mundialmente normalizadas, dentre as mais comuns temos: motor de dupla

polaridade, o qual pode rodar em duas velocidades diferentes em detrimento da

potência, motor de eixo-duplo, com uma saída para cada lado.

Nas placas de identificação dos motores elétricos encontramos diversas

informações sobre estes, a saber:

IP - índice de proteção - com um variação de IP-00 até IP-68, identifica o grau

de proteção do motor em relação a água e corpos, sendo que o 1º número indica o

nível de proteção contra corpos estranhos e o 2º contra água e os índices

"standards" são: IP-21 (Aberto), IP-44 (Fechado) e IP-55 (Blindado). Alguns motores

54

vêm com uma vedação especial em sua mancalização que o protege contra agentes

climáticos e estes incorporam a letra W ao lado de IP, formando IPW

forma construtiva - normalmente dotados de 3 ou 4 algarismos (por exemplo:

B3D e B35D), sendo que a primeira letra significa que é um motor dentro dos

padrões, os números do meio significa o uso ou não de flanges e a última letra diz

em qual lado do motor está a caixa de bornes onde se encontram os fios de energia

do motor..

carcaça que sofre uma variação comum de 63 a 355, e, acima disso, trata-se

de uma aplicação especial de grande porte. Abaixo disso trata-se de um motor para

fins domésticos. Em suma, este número significa a distância entre o centro do motor

e o solo. A letra que fica ao lado deste número (l,m) vem do inglês large (comprido)

e medium (médio), e referem-se ao comprimento do motor.

Valores de Tensão elétrica - Os motores elétricos podem ser acionados com

valores de tensões diversos, (127V, 220V, 380V, 440V e 760V), para isso, precisa-

se fazer o fechamento adequado para cada tensão. Os fechamentos não interferem

na velocidade de rotação do motor, simplesmente servem para alimentar as bobinas

de maneira que gerem o campo magnético necessário para movimentar o rotor, que

está alojado dentro da carcaça do motor. A tensão induzida nas expiras do bobinado

do motor gera um campo magnético variável, que faz com que o rotor se excite

magneticamente, girando assim o eixo do motor, criando uma conversão de energia

elétrica para mecânica

Dentre a enorme variedade de aplicações encontradas para os motores

elétricos, podemos citar: bombas, compressores, exaustores, ventiladores, máquinas

operatrizes.

Eles podem ser acionados tanto através de partida direta, bem como através

de conversor de frequência, soft-starter, chave de partida, transformador,

temporizador, etc.

Os motores de corrente alternada podem ser trifásicos ou monofásicos, Além

de serem divididos em motores Síncronos e Assíncronos (de indução)

Motores síncronos

55

Nesses tipos de motores o estator, e alimentado em CA enquanto o rotor e

alimentado em CC proveniente de uma ecxitatriz (dínamo). Como mostra a figura.

Devidos suas características construtivas, operação com alto rendimento e

adaptabilidade em todos os tipos de ambientes é utilizada praticamente em todos os

seguimentos da indústria, tais como:

Mineração: (britadeiras, moinhos, correias transportadoras e outros.)

Siderúrgicas: (laminadores, ventiladores, bombas e compressores.)

Papel e celulose: (extrusoras, picadoras, desfibradores, compressores,

moedores e descascadores.)

Saneamento: (bombas)

Química e petroquímica: (compressores, exaustores e ventiladores.)

Cimento: (britadores, moinhos e correias transportadoras.)

Borracha: (extrusoras, moinhos e misturadores)

Motores assíncronos monofásicos

Este tipo de motor e mais encontrado em pequenas aplicações, onde não

está disponível uma fonte de alimentação trifásica. Sua representação pode ser vista

na figura

Figura 48 - Elementos de um motor síncrono

Fonte 48- Apostila senai

Figura 49 – Motor assincrono

56

Possuindo um custo mais elevado do que motores trifásicos da mesma

potência. Alcançando apenas de 60% a 70% da potência de um motor trifásico do

mesmo tamanho. Apresentando ainda rendimento e FP ainda menores. Suas

aplicações são as seguintes: motores de pequenas bombas d’águas, motores de

ventiladores para meio rural, etc.

4.4. Motor universalChama-se motor universal um tipo de motor de funciona tanto em corrente

contínua quanto em corrente alternada. Na verdade, um motor universal é um motor

CC com excitação série, ou seja, um motor CC cujos enrolamentos de campo e de

armadura estão conectados em série, podendo, portanto ser alimentado por uma

única fonte, que pode ser contínua ou alternada monofásica.

A figura abaixo mostra o modelo de um motor universal. Esse motor quando

alimentado por tensão contínua funciona como um motor CC descrito anteriormente.

Porém, ao ser alimentado por tensão alternada senoidal monofásica o motor

funciona do mesmo jeito, pois as correntes de campo e de armadura são as mesmas

(enrolamentos estão em série) e quando uma muda sua polaridade, a outra muda ao

mesmo tempo. Em outras palavras, o sentido do fluxo produzido pelo campo e o

sentido da corrente de armadura mudam ao mesmo tempo, mantendo o sentido da

força eletromagnética e, portanto do torque.

Os motores universais possuem características de desempenho muito

interessantes, o que determina o tipo de aplicação em que é usado. Essas

Fonte 49 – www.ebah.com.br

57

características estão mostradas na figura abaixo, em que se apresentam as curvas

de torque e de velocidade em função da corrente de armadura. Observe que os

motores universais possuem elevado torque em baixa rotação, para um certo valor

de corrente de armadura. Essa característica torna os motores universais

adequados para acionamento, em corrente alternada, de vários eletrodomésticos

(liquidificadores, aspiradores de pó, furadeiras), bem como acionamento de veículos

elétricos de transporte de massa (trens, carros elétricos, metrô).

4.4.1. AplicaçõesOs motores CC de pequeno porte são muito utilizados em brinquedos e

equipamentos portáteis pelo fato de poderem ser acionados por meio de pilhas e

baterias. São também muito comuns em veículos (motor de arranque, limpador de

para-brisas, etc.) pela mesma razão. Pelo fato de permitirem fácil e precisa variação

de velocidade, motores CC são muito utilizados para tração elétrica de trens, metrô

e ônibus elétricos.

Na indústria, é usado para acionar cargas que precisam ter sua velocidade

alterada de forma controlada dependendo do processo. Em geral, um motor CC é

mais caro que um de corrente alternada de mesmo porte, pois tem mais

enrolamentos e o comutador. A manutenção do comutador deve ser feita

periodicamente, o que encarece um pouco sua operação.

Podemos não os reconhecer pelo nome, mas, esse é o tipo de motor mais

presente em nosso dia a dia, pois é utilizado em máquinas de costura,

liquidificadores, enceradeiras, dentre vários outros tipos de eletrodomésticos. São

utilizados também em muitas ferramentas elétricas como furadeiras, lixadeiras e

serras.

Figura 50 - Exemplo de utilização de um motor universal.

58

4.4.2. DefiniçãoOs motores do tipo universal são assim denominados por poderem ser tanto

de corrente contínua quanto de corrente alternada.

O motor universal é nada mais que um motor monofásico onde as bobinas do

estator são eletricamente ligadas ao rotor através de dois contatos deslizantes

conhecidos como escovas. Esses, por sua vez, ligam o estator ao rotor em série.

4.4.3. Princípio de funcionamento

Fonte 50 – http://www.zoom.com.br/batedeira/

Figura 51 – Motor Universal

Fonte 51 – Apostila Senai

59

A construção e o princípio de funcionamento do motor universal são os

mesmos utilizados no motor em série de corrente contínua

Quando este tipo de motor passa a ser alimentado através de corrente

alternada, ocorre variação no campo tanto do rotor quanto do estator devido à

variação do sentido da corrente. Assim, não há inversão do sentido de rotação

normal, pois o conjugado continua girando no mesmo sentido inicial.

Podemos inverter o sentido do movimento de rotação deste tipo de motor

apenas invertendo as ligações das escovas, ou seja, a bobina ligada à escova, não

deverá ser ligada à outra escova e vice-versa

Esses motores apresentam um conjugado de partida elevado e também tendência

de disparar, mas nos permite, variando o valor da tensão que o alimenta, variar a

velocidade do mesmo.

Vantagens e Desvantagens em utilizar um motor universal

Os motores universais são a solução ideal em situações onde é desejável a

combinação operacional de alta velocidade com o peso do motor. Estes são a

melhor indicação também para atender as exigências de uso intermitente em alta

potência em equipamentos como secadores de cabelo liquidificadores e ferramentas

elétricas.

A principal desvantagem nesse modelo é que eles possuem uma vida útil

muito mais curta em relação a outros motores de pequeno porte ou miniatura e

mesmo sendo um projeto simples e confiável, atenderá de forma relativamente

rápida sua necessidade.

Seu princípio de

funcionamento e mesmo já descrito

no motor de CC, acrescentando- se que quando se inverte a polaridade de tensão

Figura 52 - Motor universal

Fonte 52 – Apostila Senai

60

na fonte (fonte CA). Inverte-se simultaneamente a polaridade do campo magnético

no estator e o sentido da corrente no rotor, continuando sendo produzido torque no

mesmo sentido.

4.4.4. Motores de passoOs motores de passo são dispositivos

eletromecânicos que convertem pulsos

elétricos em movimentos mecânicos que

geram variações angulares discretas

A rotação de tais motores e

diretamente relacionada aos impulsos

elétricos que são recebidos. Assim sendo o

pulso reflete na direção a qual o motor gira,

a velocidade que o rotor gira e dada pela frequência de pulsos recebidos com

ângulos rotacionais diretamente relacionado com o número de pulsos aplicados. O

ponto forte de um motor de passo não e a sua força (torque) tão polco sua

capacidade de atingir altas velocidades, ao contrário da maioria dos outros motores

elétricos. Mas sim a possibilidade de controlar seus movimentos de forma precisa.

Por conta disso e amplamente usado em impressoras, scanner, câmeras de vídeo,

robôs, brinquedos, automação industrial, etc.

4.5. Servomotores

Figura 53 - motor de passo

Fonte 53 - Apostila Senai

Figura 54 - Diagrama de funcionamento de um motor de passo

Fonte 54 – Apostila Senai

61

Servo motor e uma máquina elétrica, que apresenta movimento controlado,

proporcional a um comando. São dispositivos de malha fechada, ou seja: recebe um

sinal de controle; verificam a posição atual e atuam no sistema atingindo a posição

desejada. Em contraste com os motores contínuos que girão indefinidamente, o eixo

dos servomotores possuem a liberdade de cerca de 180 Graus, mas são muito

precisos quanto a sua aplicação. Tais como:

Máquinas-ferramenta a comando numérico

Sistemas de posicionamento

Linhas de transporte

Robôs industriais

Sistemas flexíveis de manufatura

5. MOTOR DE USO ESPECIAL5.1. Sistemas de refrigeração

Figura 55 - servo motor

Fonte 55 - Apostila Senai

62

Para os sistemas de grande porte ou sistemas que necessitem de algum tipo

de controle rigoroso de temperatura, umidade ou filtragem, para conforto ou

processo, tais como shopping centers, data centers, hotéis, hospitais, grandes

edifícios comerciais ou em setores da indústria de alimentos, indústria química,

indústria de sucos e refrigerantes, laticínios e indústria plástica entre outras,

geralmente são utilizados sistemas de refrigeração, mais conhecidos como centrais

de água gelada.

Nestes sistemas os equipamentos estão instalados em uma área edificação,

chamada de Central de Água Gelada ou (CAG).

Uma Central de Água Gelada, conforme visto na figura 1, incorporam vários

tipos de equipamentos entre eles os resfriadores de líquidos também chamados de

“chillers” que promovem o resfriamento da água. A água gelada, “produzida” nos

chillers, é bombeada e distribuída, por uma rede de tubulações, para todas as áreas

que serão refrigeradas.

5.2. Chiller

Figura 56 - Central de água gelada

Fonte 56 - http://static.wixstatic.com

63

Um chiller é constituído basicamente por um compressor de simples estágio,

um condensador, um evaporador e uma válvula de expansão.

Através da união de todos estes componentes, formando um ciclo de

compressão, temos o chiller apresentado na figura 2, logo abaixo.

O compressor é o coração do sistema de refrigeração, onde também é

consumida a maior parte da energia elétrica gasta no processo de refrigeração. Para

diferenciar os diversos tipos de compressores existentes no mercado são utilizados

dois tipos de classificação, ou seja, de acordo com a concepção construtiva do

compressor e o tipo de motor de acionamento, A partir daí, cada sistema de

compressão pode ter uma, duas ou até três concepções construtivas diferentes.

Os principais tipos de compressores são os alternativos, os rotativos e os

centrífugos, são acionados por motores elétricos de indução em corrente alternada

nas seguintes versões:

Compressores abertos - Do ponto de vista construtivo de maneira geral, os abertos

são os compressores que têm uma ponta de eixo externa, ou seja, eles necessitam

de um sistema de transmissão que interligue o motor elétrico ao compressor

Figura 57 - Centrifuga Carrier

Fonte 57 - http://www.carriercca.com/product_detail.cfm?ln=en&product_id=53&cat_id=48&parent_id=7

64

fazendo-o girar, a interligação geralmente é realizada por correias e polias ou

acoplamentos diretos na ponta de eixo do motor e compressor.

Compressor semi-hermético – Neste sistema o motor elétrico já não é mais

externo; está acoplado dentro do compressor, o projeto construtivo dos semi-

hermético permite que o motor seja refrigerado pelo próprio gás do sistema. Apesar

de compartilharem a mesma carcaça, existem pontos de acessos que permitem

reparos de seus componentes internos.

Compressor hermético - É interligado ao motor elétrico de tal forma que permite o

compartilhamento de componentes dos sistemas elétrico e mecânico. Não possuem

parafusos, como os compressores abertos e os semi-herméticos, então não existe a

possibilidade de acesso aos componentes internos para o caso de manutenção, por

isso, são descartáveis, ou seja, em caso de queima a única solução é a substituição

total do equipamento. São compressores de capacidades reduzidas e sua principal

aplicação se dá em equipamentos de uso doméstico.

5.2.1. Refrigeração por Compressão

A refrigeração por compressão ou refrigeração por compressão de vapor,

consiste em forçar mecanicamente a circulação de um fluido em um circuito fechado

criando zonas de alta e baixa pressão com o propósito de que o fluido absorva calor

em um lugar e o dissipe no outro.

É o tipo de refrigeração mais comum, encontrado na indústria e comércio nos

seus variados segmentos, e em todas as escalas de tamanho.

Sua maior vantagem é que é ligado diretamente à rede elétrica, não

necessitando de linhas de combustível para ser alimentado.

Como desvantagem apresenta o fato do alto custo da energia elétrica, o que

torna sua operação muito cara.

5.2.2. O ciclo de refrigeração por compressão mecânica de vapor

Figura 58 – Ciclo de Refrigeração

Fonte 58 - http://wiki.sj.ifsc.edu.br/wiki/

65

A refrigeração por compressão de vapor é a mais usada no condicionamento

de ar de ambientes, para resfriamento e congelamento de produtos e em

equipamentos frigoríficos. Neste sistema o fluido refrigerante entra no evaporador a

baixa pressão, na forma de mistura de líquido mais vapor, e retira energia do meio

interno enquanto passa para o estado de vapor. O vapor entra no compressor onde

é comprimido e bombeado, tornando-se vapor superaquecido e deslocando-se para

o condensador, que tem a função de liberar a energia retirada do ambiente. O fluido,

ao liberar energia, passa do estado de vapor superaquecido para líquido

(condensação) e finalmente entra no dispositivo de expansão, onde tem sua pressão

reduzida, para novamente ingressar no evaporador e assim repetir o ciclo.

As unidades de medidas mais utilizadas em sistemas de refrigeração são:

Toneladas de refrigeração (TR) – Quantidade de energia necessária para

derreter uma tonelada de gelo em 24 horas.

Calorias (Cal) - Quantidade de energia necessária para elevar em 1 grau

célsius a temperatura de 1 grama de água.

British thermalunit (BTU) - Quantidade de energia necessária para se elevar a

temperatura de uma massa de 1libra = (453,6 g) de água de 59,5ºF a 60,5º F.

5.2.3. Coeficiente de desempenho total

66

A eficiência de um ciclo é normalmente definida como a relação entre a

energia útil que é o objetivo do ciclo, e a energia consumida que deve ser paga para

a obtenção do efeito desejado.

O coeficiente de performance ou COP, é um parâmetro fundamental na

análise de sistemas de refrigeração. Mesmo sendo de um ciclo teórico, pode-se

verificar os parâmetros que influenciam o desempenho do sistema. A capacidade de

retirar calor sobre a potência consumida pelo compressor deve ser a maior possível.

O C.O.P total de um ciclo frigorífico pode ser representado por equação:

Define-se COP com a seguinte relação:

Onde:

Q1 = Calor retirado pelo evaporador em W.

Wc = Trabalho realizado pelo compressor em W.

Portanto:

Objetivo

Nesse trabalho será analisada a utilização de um motor elétrico com

rolamentos magnéticos em um chiller com compressor centrifugo do tipo semi-

hermético de simples estágio operando no ciclo de compressão de vapor.

67

Figura 59 - Compressor Centrífugo

Fonte 59 - http://technotarh.net/wp-content/uploads/Roots_API617_OvrhngImpllr_cmprssr_660x450.jpg

Compressores centrífugos, figura 4 são usados para resfriar a água que

circula em trocadores de calor em grandes sistemas de refrigeração e climatização,

os compressores centrífugos incluem uma família de máquinas de compressão

dinâmica. Essas unidades aceleram um meio refrigerante em alta velocidade através

de uma ou mais pás, convertendo a energia cinética em pressão estática.

Os compressores centrífugos tradicionais são baseados em motores de baixa

velocidade, engrenagens mecânicas e operam com rolamentos hidrodinâmicos que

exigem uma combinação de bombas, filtros e equipamento de monitoramento. Os

projetos mais recentes utilizam uma combinação de refrigerante e óleo, ou apenas o

próprio refrigerante, para lubrificar os rolamentos. A eliminação de óleo como

lubrificante reduz a complexidade do sistema e o custo, aumentando a eficiência e a

confiabilidade do compressor.

O equipamento objeto deste estudo possui um compressor centrifugo onde é

utilizado um motor de imãs permanentes, operando a uma eficiência próxima de

97%, girando um rotor "flutuante" sobre rolamentos magnéticos, que giram o

68

impulsor do compressor a velocidades aproximadas de 30 mil RPM com um sistema

de controle de velocidade variável (VSD).

5.2.4. Motor de rolamentos magnéticos.

Usualmente nos motores elétricos comuns os rotores são mantidos em suas

posições por meio de mancais de rolamentos mecânicos, porém com a evolução

tecnológica, hoje é possível manter o rotor em sua posição utilizando forças

eletromagnéticas.

Um rolamento magnético é um dispositivo eletromagnético utilizado para

manter a posição relativa de um conjunto girante (rotor) a um componente

estacionário (estator), inibindo o seu deslocamento em qualquer direção através de

levitação magnética sem contato e sem atrito.

O motor de rolamento magnético também chamado de motor-mancal é um

dispositivo eletromecânico que tem como finalidade o posicionamento radial e axial

do rotor

e sua

rotação, combinando as funções de motor e mancal magnético.

Figura 60 – Motor Mancal

Fonte 60 - http://www.ina.de/content.ina.de/en/mediathek/videostore/video-details.jsp?id=68308353

69

A utilização desta tecnologia permite a eliminação de muitos componentes de

uma máquina, com isto podemos obter uma máquina limpa, confiável e mais

eficiente.

5.2.5. Rolamento magnético ativo

Os rolamentos magnéticos ativos (AMB) ou mancais magnéticos têm sido

utilizados em uma grande variedade de áreas da indústria por mais de uma década,

com benefícios que incluem apoio ao rotor sem contato, sem lubrificação e sem

atrito.

Nos rolamentos magnéticos ativos um equilíbrio estável é conseguido por

meio de um ou mais circuitos de controle, a utilização deste circuito de controle é

destinado a manter a distância entre o eixo e os apoios magnéticos ativos (AMB).

Os rolamentos convencionais mecânicos, do tipo que fisicamente interagem

com o eixo e requerem alguma forma de lubrificação, podem ser substituídos por

uma tecnologia de rolamentos magnéticos, que suspende um rotor em um campo

magnético, o que elimina as perdas por atrito, a necessidade de lubrificante e o uso

de uma série de componentes.

Prós e contras do uso de rolamento magnéticos em motores

Prós:

Nenhum contato físico entre componentes rotativos e estacionários, nenhum

atrito e desgaste a partir de elementos de suporte do rotor.

Dispensam o uso de sistemas de lubrificação, tornando-os praticamente livre

de manutenção, reduzindo os custos operacionais.

Pode ser utilizado em condições ambientais severas, incluindo altas ou baixas

temperaturas, gravidade zero, ambientes corrosivos ou locais de difícil

acesso.

Baixas perdas de energia, conduzindo ao aumento da eficiência e também da

vida útil do motor (menor aquecimento).

Pode operar em altas velocidades de rotação.

70

Monitoramento on-line da dinâmica e da saúde do rolamento, o

armazenamento destes dados estão integrados ao sistema eletrônico de

controle.

Compensação de desbalanceamento.

Excelente precisão e alta rigidez estática, proporcionando controle preciso do

centro do eixo, operando dentro da carga nominal do motor.

Contras

Alto custo de aquisição.

Tecnologia sofisticada de alta complexidade exigindo mão de obra muito

qualificada.

Tecnologia em rápido desenvolvimento.

Existem dois tipos de tecnologias de rolamentos magnéticos em uso hoje:

Rolamentos Passivos

Rolamentos Ativos

Rolamentos magnéticos passivos

São semelhantes aos mancais mecânicos em que nenhum controle ativo é

necessário para operação, a levitação magnética é obtida por forças atrativas ou

repulsivas gerada através da utilização de imãs permanentes.

5.2.6. Rolamentos magnéticos ativos (A.M.B)

Fonte 61 - http://cdn1.bigcommerce.comFigura 62 – Rolamento Magnético Ativo

Figura 61 – Rolamento Passivo

Fonte 62 http://m.schaeffler.com

71

Nestes sistemas ativos, sensores de posição, sem nenhum contato direto,

continuamente monitoram a posição do eixo e enviam esta informação para um

sistema de controle. O deslocamento

do rotor ao longo de um dos eixos (X, Y

ou Z) é detectado pelos sensores de

posição e convertidos em sinais de

tensão padrão.

Em seguida é realizada a

comparação com o valor de ajuste,

então o sinal de erro entra no

controlador. Após a conversão

Analógica / Digital, o controlador processa este sinal digital de acordo com uma

determinada regra de ajuste (controle aritmético) e gera um sinal de ajuste de

corrente. Depois de conversão Digital / Analógica, este sinal de corrente entra no

amplificador de potência, cuja função é manter o valor atual no enrolamento do

eletroímã no nível atual definido pelo controlador. Portanto, se o rotor deixa a sua

posição central, o sistema de controle vai alterar a corrente do eletroímã, de modo a

alterar a sua força de atração atuando em modo diferencial para as duas bobinas

diretamente opostas e, respectivamente, colocando o rotor de volta na sua posição

de equilíbrio, este ciclo repete-se cerca de 15.000 vezes por segundo.

A operação do mancal para centralização do rotor é realizada pela atuação de

forças eletromagnéticas produzidas nos pares de bobinas situados na direção X (esquerda e direita) e na direção Y (abaixo e acima).

Um exemplo:

Na direção Y , um aumento do comprimento do entreferro na parte superior é

acompanhado de proporcional diminuição na parte inferior. Neste caso, para que o

rotor volte à posição inicial, a corrente elétrica na bobina superior é aumentada na

mesma proporção que se diminui a corrente na bobina inferior, de modo que a força

magnética radial aumente na direção do maior entreferro, conduzindo o rotor à

centralização.

Figura 64 – Graus de Liberdade do Rotor

Fonte 64 - http://www.magneticbearings.org

72

Aplicação de Forças Para Centralização do Rotor

Controle de movimento e graus de liberdade

As estruturas de

sustentação do eixo do motor

mancal são construídas de acordo com o número de graus de liberdade do rotor que

são passíveis de serem controlados.

Para a levitação do eixo é

necessário o controle de cinco graus

de liberdade.

Os graus de liberdade de um

rotor são as variáveis necessárias

para determinar a sua posição exata

em relação ao mancal magnético,

teremos assim um sistema de três

coordenadas perpendiculares

(coordenadas cartesianas ou

retangulares), que se costumam designar pelas letras x, y e z.

Para o controle de levitação do rotor de um motor-mancal deve existir um

controle axial (eixo z), e quatro radiais (eixo x e y), conforme ilustrado na figura 9.

Fonte 63 – Próprio Autor

Figura 63 - Centralização do rotor

73

Componentes de um sistema de rolamento magnético ativo

Os componentes básicos são:

1. Rolamento magnético radial

2. Rolamento magnético axial

3. Controlador - Geralmente um processador digital.

4. UPS (Fonte de Alimentação Ininterrupta)

5. Atuador - Constituído de circuitos amplificadores de potência.

6. Sensores – Indicadores de posição, corrente e velocidade.

7. Eletroímãs - Bobinas e núcleos ferromagnéticos.

8. Mancal auxiliar - Mancal mecânico de proteção

Figura 66 – CHILLER YORK MODELO YMC²

Figura 65 - Sistema A.M.B

Fonte 65 -http://www.synchrony.com/knowledge/how-magnetic-bearings-work.php

74

Fonte 66 - http://www.newyorkchillerssupply.com/detalles-producto-york.php?modelo=YMC2

5.2.7. Motor do chiller york modelo YMC²

O compressor é acionado por um motor CA de imã permanentemente de alta

velocidade, hermético com mancais magnéticos. O impulsor é montado diretamente

no eixo em comum com o rotor do motor, eliminando o conjunto de transmissão do

impulsor.

O rotor esta apoiado entre dois pontos, por um conjunto de rolamentos

magnéticos, o primeiro ponto fica atrás do impulsor o outro na extremidade oposta

ao impulsor. Cada um dos dois conjuntos de rolamentos magnéticos inclui os

seguintes componentes:

Rolamento de aterrissagem–Um par de rolamentos de esferas de contato angular foi

montado com uma pequena folga entre o eixo e o seu diâmetro interno, sua função é

evitar o toque do rotor quando em rotação caso os rolamentos magnéticos venham a

falhar e também para apoiar o eixo quando o motor estiver parado.

Dois rolamentos Axiais - O rolamento magnético axial aplica força atrativa a um

ressalto no eixo do rotor.

Figura 67 – Rolamentos Radiais

75

Quatro rolamentos radiais – Os

rolamentos radiais magnéticos estão

montados em pares com ímans orientados

diretamente ao centro de eixo um do outro.

Existem dois pares de cada rolamento

orientado em eixos ortogonais. Os eixos

ortogonais estão inclinados em 45 graus a

partir da horizontal e vertical, de modo que

a ação da gravidade é combatida pela

atração conjunta dos ímãs superiores e

mambos os eixos.

Sensores de posição radial – O conjunto de rolamento inclui um par de sensores

de posição radial em dois eixos ortogonais em alinhamento com os eixos de

rolamentos magnéticos. Estes são sensores de bobinas indutivas.

Sensor de posição axial – O conjunto de rolamento inclui um sensor de posição,

uma bobina indutiva axial.

Figura 68 - Motor YMC2

Fonte 68 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Fonte 67 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDo

c/160.84-EG1.pdf

Figura 69 - Controlador M.B.C

76

5.2.8. Descrição do controlador do rolamento magnético

HARDWARE

A MBC é um

composto por duas placas

de circuito, alojadas dentro

de um compartimento na

parte lateral da carcaça do

motor elétrico, montadas

sobre uma placa

dissipadora de calor, a

refrigeração destes

circuitos é realizada por

condução.

Nestas duas placas uma de energia e a outra de controle, estão o hardware e

software para operar os mancais magnéticos. A placa de energiarequer uma

alimentação de 150 Vcc±10%.

A placa de energia fornece 5Vcc para o funcionamentoda placa de controle.

Fonte 69 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Fonte 70 – http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 70 - Placa de Energia

77

Figura 71 - Placa de controle

Fonte 71 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 72 - U.P.S

78

O controlador do rolamento magnético (MBC) realiza as seguintes funções:

1 - Monitora e mantémposição do eixo.

2 - Monitora a temperatura dos rolamentos.

3 - Recebe um sinalindicandoa velocidade de rotaçãodo motor através do módulo

VSD (variable speed drive) ou variador de velocidade.

4 – Se comunica com o painel Optiview, o (IHM) “interface homem máquina”.

Fonte de energia do MBC

O controlador do rolamento magnético é

alimentado por tensão de 160 VCC que vem de

uma fonte de alimentação dedicada. Esta fonte

é alimentada a partir do barramento de carga

crítica que vem do painel de entrada de energia

do chiller, esta é uma fonte de alimentação

ininterrupta possuindo um sistema de baterias

(U.P. S) “uninterruptible power supply” como reserva caso a alimentação principal seja

desligada, a precisão da tensão na saída está

ajustada para ± 1%, a saída desta fonte de

alimentação passa através de um filtro de rede

para normalizar a qualidade de energia para o

controlador (MBC).

O M.B.C continua em ativadesempre que uma tensão acima de 115 VCA

esteja disponível na linha, alimentando o banco de baterias (UPS) e também os

transformadores do variador de velocidades (VSD) ou quando o banco de bateria

(UPS) está conectado e a UPS está habilitado. O banco de baterias (UPS) é ativado

quando existe tensão na linha e se mantém ligado por um período de tempo após a

rotação do rotor cessar, para evitar acidentes foi instalado uma chave de

desconexão no painel do (U.P.S) para desligar ambas as fontes de alimetação do

MBC caso alguma intervenção seja necessária.

Desconexão

Fonte 72 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/Yor

kDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 73 - Diagrama do controlador

Fonte 74 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/

YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 74 – Sensores Indutivos

79

FORMA DE CONTROLEDOROLAMENTO MAGNÉTICO

O controlador dos

rolamentos magnéticos (MBC)

determinaa posição do eixo por

comparação processando o

sinal de saída do sensor

deposição para uma entrada de

tensãode referência.

A corrente para os eletroímãs dos rolamentos é então modulada em

proporção para mover o eixo e manter o sinal do sensor de posição igual à

referência.

Os sensores de posição de rolamento,

quando alimentado e com os sinais processados

eletronicamente, produzem uma tensão de saída

proporcional à sua distância do alvo. Para

sensores radiais, o alvo é o eixo. Para sensores

axiais, o alvo é um anel de aço magnetizado

preso ao eixo entre dois anéis de alumínio, os

sensores radiais estão montados em pares

oposto um ao outro em cada um dos eixos

ortogonais, os sensores axiais também em par

estão montados ao lado de cada anel alvo. A

tensão de saída do par de sensores de cada

local é processada sendo igual a 0 volts quando o eixo ou anel alvo está centrado

entre os sensores, este valor aumenta positiva ou negativamente, a medida que o

eixo ou o anel alvo se move em qualquer direção saindo da meta.

Limites dos rolamentos magnéticos

ROLAMENTO BOBINAS

QUANT.

MAX CORRENTE

BOBINAS

ESPAÇO LIVRE

NOMINALPOSIÇÃO FALHA

Fonte 73 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-

EG1.pdf

80

Radial 8 4Amp 150 µm 100 µmAxial 2 16Amp 200 µm 100 µm

CONTROLE E COMPENSAÇÃO DE DESBALANCEAMENTO

O MBC tem duas características

relacionadas com a vibração de rotação 1x (uma

vez a velocidade de rotação). Estes são chamados

de Redutor de Vibração Ativo (AVR) e um Sistema

de Balanceamento Automático (ABS), algum grau

de desbalanceamento é inevitável emqualquer

máquina rotativa.

Este desbalanceamento apresenta-se como uma

vibração em uma determinada velocidade de

rotação. Rolamentos mecânicos impõe resistência

ao deslocamentodo eixo mantedo-o centrado em

seu alojamento, desta forma eles contem a forçado eixo causada pelo

desbalanceamento.

O sistema de rolamento magnético deste motor manipula a sua reação a este

desbalanceamento, conforme necessário para suavizar a operação. O AVR opera na

faixa de frequência natural do sistema e desloca a fase para reagir a esta vibração,

um deslocamento de 90 graus na fase do rolamento radial pode controlar a rotação

em 1x à medida que o rotor passa pelo do ponto de menor rigidez.

O sistema de redução de vibração ativa (AVR) entra em operação quando

a rotação é iniciada e um sinal de velocidade do variador de velocidade (VSD) indica

ao controlador do rolamento magnético (MBC) que a velocidade esta acima de 70

HZ. Porém a tecnologia (AVR) é eficaz somente acima de 80 Hz e com a frequência

de (ABS) sistema automático de balanceamento estando também acima de 225

Hz, a tecnologia do ABS é eficaz acima de 225 Hz na direção axial e de 255 Hz na

direção radial.

O Sistema Automático de Balanceamento permite que o rotor gire livre de

vibrações apenas na rotação (1x), ou seja, velocidade de rotação, filtrando esta

frequência no controlador (MBC), este controle evita que o desbalanceamento gere

forças de impactos e estas sejam transmitidas aos componentes do sistema

Figura 75 - MBC

Fonte 75 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/

YorkDoc/160.84-EG1.pdf

81

(hardware), também reduz as correntes elétricas necessárias para manter o rotor

estabilizado em sua órbita natural devido à menor desequilíbrio.

Centro de Controle OptiView

O centro de controledo chiller conhecido como OptiView™é um painel

microprocessado com tela de LCD

e teclado, onde toda a interface

entre homem e máquina ocorre,

todas as informações estão disponíveis em várias telas com a representação gráfica

de cada conjunto do equipamento que se deseja monitorar. Comandos como iniciar

e parar, configuração dos parâmetros de funcionamento, o monitoramento das

condições de operação e demais controles do equipamento e processo são

realizados aqui.

O centro de controlemonitora continuamente a operação de todo o sistema.

Figura 77 – Tela 1 do controlador do rolamento magnético

Fonte 76 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-

Figura 76 – Painel de Controle

82

A

tela do controlador do rolamento magnético (MBC) exibe todas as informações

referentes a este sistema, muitos parâmetros são mostrados no diagrama nos locais

que

realmente representam.

Fonte 77 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 78 – Grau de Liberdade

83

Alguns dos Parâmetros monitorados:

PositionV13 – Distância entre o eixo e o rolamento (V3) radial dianteiro inferior.

PositionW13- Distância entre o eixo e o rolamento (W3) radial dianteiro inferior.

Current W1 - Corrente de magnetização do rolamento (W1) radial dianteiro

superior.

CurrentW3 - Corrente de magnetização do rolamento (W3) radial dianteiro

inferior.

CurrentV1 - Corrente de magnetização do rolamento (V1) radial dianteiro

superior.

CurrentV3 - Corrente de magnetização do rolamento (V3) radial dianteiro inferior.

CurrentZ1 - Corrente de magnetização do rolamento (Z1) axial dianteiro.

PositionZ12 - Distância entre o eixo e o rolamento (Z1) axial dianteiro.

PositionV24 - Distância entre o eixo e o rolamento (V4) radial traseiro inferior.

PositionW24 - Distância entre o eixo e o rolamento (W4) radial traseiro inferior.

CurrentW2 - Corrente de magnetização do rolamento (W2) radial traseiro

superior.

CurrentW4 - Corrente de magnetização do rolamento (W3) radial traseiro

inferior.

Fonte 78 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 79 - Tela 2 do controlador do rolamento magnético

84

CurrentV2 - Corrente de magnetização do rolamento (V2) radial traseiro

superior.

CurrentV4 - Corrente de magnetização do rolamento (V4) radial traseiro inferior.

CurrentZ2 - Corrente de magnetização do rolamento (Z2) axial traseiro.

Rotor Elongation - Indicaadilatação térmicado eixo do motor, sendo

determinado pela diferençadefase entre os sensores dos rolamentos axiais.

Motor Housing Temperature - Indicaa temperatura da carcaçado motor medida

a partir de umtermistorinseridonacaixa do motor.

Outros parâmetros adicionais podem ser visualizados na segunda tela, sendo:

Fonte 79 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

85

Temperature Z1 - Mostra a temperatura medida naextremidade dianteira do

conjunto de rolamentos

Unbalance A13eB13 – Magnitude de movimento em 1x a rotação em cada

um dosdois vetoresnos rolamentos dianteiros.

Unbalance A24e B24 - Magnitudede movimento em 1x a rotaçãoem cada um

dosdois vetoresnos rolamentos traseiros.

Temperature Z2 - Mostra a temperatura medida na extremidade traseira do

conjunto de rolamentos

Z12 - Exibe a amplitude de frequências específicas, vibração esta medida no

rolamento axial pelos sensores de posição.

Vibration AZ e BZ – Nívelde vibração nos rolamentos dianteiros e traseiros

do motor.

Active Parameter Set - Parâmetro de fabrica baseado no tipo e modelo do

chiller, o valor exibido é um número de código que informa ao MBC a

rigidezdo rolamento quedeverá ser utilizada.

MBC Amplifier Temp - Exibe a temperatura do rolamento através do circuito

amplificador de corrente no MBC (Controlador do Rolamento Magnético).

Motor Speed – Indica a velocidade de rotação do motor.

Power Fail Landing Counter – Contador de falhas por falta de energia.

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO E CONTROLE DE TEMPERATURA

O painel de controle monitora a temperatura da carcaça do motor e

rolamentos através de termistores localizados dentro do painel do controlador do

rolamento magnético (MBC).

O controle de temperatura do motor e dos rolamentos é realizado através do

fluxo do gás refrigerante (R134A) em resposta a estas medições de temperatura.

Fonte 80 – Adaptado de http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

86

O estator deste motor é resfriado com o mesmo gás utilizado no circuito de

refrigeração do chiller, este gás circula entre o lado externo estator e o interior da

carçaca do motor.

Uma parte do gás refrigerante que sai pela linha de líquido do condensador é

conduzido através de um canal, impulsionado pela pressão do condensador, o gás

refrigerante sobe pelo lado de baixo do motor e passa pelo estator através de um

circuito de refrigeração onde o fluxo é controlado por uma a válvula de expansão

eletrônica.

A Válvula de Expansão Eletrônica (EEV) é controlado dapelo painel OptiView

para manter a temperatura do invólucro do motor acima do ponto de orvalho previsto

ou medido, o gás refrigerante sai da válvula em duas direções, uma para cada

rolamento.

No circuito de refrigeração paraos rolamentos na parte frontal inferior (lado

impulsor) existe um orifício instalado para equilibrar os fluxos necessários nos

rolamentos.

Na extremidade oposta ao rolamento existe uma área rebaixada onde uma

grande linha de retorno envia o gás regrigerante para a parte superior do evaporador

isto cria a diferença de pressão que conduz os fluxos de refrigeração.

Figura 80 – Caixa do motor

87

O gás

de

refrigeração que circula pelo motor em nenhum momento se mistura com o gás que

impulsor movimenta, para isto são utilizados anéis de vedação.

Tela demonitoramento de temperatura

Nesta tela pode ser visualizada a temperatura do enrolamento do motor e

também a temperatura da carcaça do motor, nos enrolamentos as temperaturas de

cada fase A, B ou C pode ser monitorada individualmente.

Estimated Rotor Temperature- Apresenta a temperatura estimada do rotor

que é calculada através de parâmetros físicos como a dilatação térmica do

rotor e a temperatura da carcaça do motor.

Motor Housing Temperature - Indica a temperatura da carcaça do motor

detectado por um termistor instalado externamente na carcaça.

Motor Housing Temperature Setpoint – Temperatura de trabalho ideal do

motor.

Motor Cooling Valve Command – Indica a porcentagem de abertura da

válvula de espansão que controla o fluxo do refrigerante para arrefecer o

motor, sendo 0% (fechado) e 100% (totalmente aberta).

Fonte 81 - http://cgproducts.johnsoncontrols.com/YorkDoc/160.84-EG1.pdf

Figura 81 – Controle de Temperatura

Figura 84 - Coletor do motor CC Figura 85 - Escovas do motor CC

Fonte 43 - Próprio Autor Fonte 85 - Próprio Autor

88

6. PRÁTICA

Para a realização da prática do trabalho de conclusão de curso, foram

iniciadas pesquisas para a montagem do motor de Jacobi. Porem, a dificuldade de

montagem do motor foi grande devido à falta de informações sobre o mesmo.

Conseguimos o contato de um italiano chamado Carlo De Rubeis que montava

replicas semelhantes aos motores da época. Carlos não se negou a oferecer dados

e especificações sobre o motor de Jacobi e foi atencioso durante todo tempo,

indicando um livro que estava em francês. A dificuldade foi encontrada na fabricação

das peças e no tamanho do motor.

Então novas pesquisas foram feitas e decidimos realizar a montagem de um

motor de corrente continua, no qual o mesmo era de montagem artesanal e

abordava o conceito do grupo que era de montar um motor a nível didático.

Abaixo fotos dos processos de fabricação do motor de corrente continua

Figura 82 - Eixo do motor CC Figura 83 - Enrolamento do motor CC

Fonte 82 - Próprio Autor Fonte 83 - Próprio Autor

Figura 88 - Base para montar o motor CA

89

Foi realizada também a montagem de um motor de corrente alternada

monofásico, também de maneira didática para mostrar o principio de funcionamento

de um motor desse tipo.

Segue abaixo fotos relacionadas ao motor de corrente alternada.

Fonte 86 - Próprio Autor

Fonte 87 - Próprio Autor Fonte 44 - Próprio Autor

Figura 86 - Fonte Retificadora de CA para CC montado junto ao motor

Figura 87 - Bobinas do motor CA

Figura 89 - Comando elétrico para acionamento do motor CA

90

7. CONCLUSÕES

Conforme descrito no Capitulo 1, os objetivos deste trabalho são apresentar

os princípios básicos de funcionamento dos motores elétricos, a história de sua

invenção, sua evolução, o uso do motor elétrico no nosso dia a dia e a utilização de

um motor com maior tecnologia em uma aplicação industrial.

Estes objetivos foram alcançados e superados, tendo em vista que a pesquisa

sobre a invenção do motor elétrico nos levou ao inicio da evolução tecnológica da

humanidade e passamos a conhecer também outras grandes invenções que foram

utilizadas para gerar movimento e trabalho na ausência do motor elétrico, se valendo

apenas das forças da natureza, de dispositivos simples e muita criatividade o

progresso acontecia.

Fonte 89 - Próprio Autor

Fonte 90 - Próprio Autor

Figura 90 - Motor monofásico de corrente alternada

91

Nossa pesquisa também permitiu conhecer as grandes personalidades que

deram vida ao motor elétrico, e aos fatos que os conduziram a tantas descobertas e

invenções, e hoje vemos como os trabalhos destes grandes homens conduziram a

uma mudança e para melhor, no modo de viver de toda uma raça.

Em nosso trabalho destacamos os nomes de Alessandro Volta, Oersted,

Faraday, Sturgeon, Jacobi, Galileu Ferraris, Tesla e Siemens, porém não podemos

jamais esquecer que diversos pesquisadores trabalharam separadamente em busca

de um objetivo comum, que era a criação de algum dispositivo que, alimentado por

energia elétrica, pudesse gerar energia mecânica, entendemos que não há um

consenso sobre quem foi o inventor desta máquina, porém em nosso trabalho

elegemos Moritz Hermann von Jacobi, pois seu motor construído em 1834 foi o

primeiro a realizar um trabalho útil.

Hoje 181 anos após a invenção do motor de Jacobi, entendemos que o

mecanismo de funcionamento dos motores é baseado na interação de campo

magnético com as correntes elétricas, descoberta de Oersted, sendo os primeiros

motores somente em corrente contínua de Thomas Edison, que até então era a

predominante, perderam lugar para a corrente alternada de Nikola Tesla que se

firmou como sistema de fornecimento de energia predominante em todo o mundo.

Atualmente temos famílias de motores elétricos que atendem nossas

necessidades em todas as áreas, industrial, residencial, automotiva, naval,

aeroespacial, hospitalar, comunicações, ou seja, para conforto, saúde, lazer ou outra

necessidade especifica existe um motor elétrico, e de tantos e tão próximos, e muito

acostumados a ele muitas vezes não o notamos.

Apresentamos também um motor que dispensa o uso de rolamentos

mecânicos, onde um campo magnético mantem o rotor em sua posição original,

permite altíssimas rotações e possibilita maior durabilidade do motor, pois não existe

contato entre partes girantes, logo não existe atrito e nem desgaste, possibilitando

maior eficiência energética, com menores custos de manutenção e maior

disponibilidade do equipamento.

Finalizamos nossas pesquisas no motor com rolamentos magnéticos ativos,

más a tecnologia não para e como uma descoberta leva a outra, acreditamos que

num curto espaço de tempo máquinas em miniatura estarão sendo utilizadas em

92

larga escala, sabemos que já existem nano motores e que estes são o futuro, e

estão sendo desenvolvidos inclusive para fins medicinais, sendo assim teremos

milhões de motores também dentro de nossos organismos, fazendo a manutenção

de nossos corpos, fica assim uma dica para a continuação deste trabalho.

Por fim podemos comprovar na prática muito do que foi apresentado em

nosso curso de eletrotécnica com a construção de dois motores elétricos um em

corrente continua e outro em corrente alternada que funcionaram como esperado

mostrando na prática que a teoria tem fundamento.

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GOMES, Rafael Ramos. Motor mancal com controle implementado em um DSP. 2007.144f. Dissertação (Mestrado em Ciências em Engenharia Elétrica) –

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.

GENIÊR, Francielli Silva; Costa, Andréa Oliveira Souza da; JUNIOR, Esly Ferreira

da Costa. Ciclos de refrigeração: conceitos e estudos de eficiência. 2013. 16f.

Espirito Santo. Centro Cientifico Conhecer - Universidade Federal do Espirito Santo,

Espirito Santo, 2013.

Rolamento magnético ativo FAG. Disponível em

<http://www.ina.de/content.ina.de/en/products_services/magnetic_bearing_systems/

93

active_magnetic_bearings/active_magnetic_bearing.jsp> . Acessado em

27/02/2015.

Como trabalham os rolamentos magnéticos. Disponível em

<http://www.synchrony.com/knowledge/how-magnetic-bearings-work.php> .

Acessado em 01/03/2015.

Manual chiller YORK YMC² - Disponível em

<http://www.johnsoncontrols.com/content/us/en/search.html?

q=download+ymc&cx=006832237039281887201%3Anjk59caug5q&cof=FORID

%3A11%3BNB%3A1&filter=0&qstart=&qfilter=&qdatefilter=&encoded=100!111!119!

110!108!111!97!100!32!121!109!99!>. Acessado em 31/01/2015.

Magnetic bearing– Disponível em < http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_bearing>.

Acessado em 31/01/2015.

Historique des machines Électromagnétiques. Disponível em <

http://www.clubeea.org/documents/mediatheque/HistoriqueMRV_Multon3EI1995.pdf

>. Acessado em 17/10/2014.

Moritz Von Jacobi. Disponível em <http://en.wikipedia.org/wiki/Moritz_von_Jacobi>.

Acessado em 17/10/2014.

<http://es.wikipedia.org/wiki/Moritz_von_Jacobi>. Acessado em 21/10/2014.

Motor elétrico. Disponível em < <http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el

%C3%A9trico>. Acessado em 17/10/2014.

The first electric motors. Disponível em <http://www.oldmodels.co.uk/history/>.

Acessado em 25/10/2014.

FURNE, Jouvet. Les merveilles de la science ou description populaire des inventions modernes. 1868. 404f.

94

Motor de Jacobi. Disponível em <http://www.eti.kit.edu/english/1382.php>.

Acessado em 26/10/2014.

Forças da revolução industrial condução. Disponível em <http://www.deutsches-

museum.de/ausstellungen/energie/kraftmaschinen/>. Acessado em 08/11/2014.

Historie de la voiture electrique. Disponível em

<http://philippe.boursin.perso.sfr.fr/velec/1830a.htm>. Acessado em 09/11/2014.

Oersted, H. C. Experiências sobre o efeito do conflito elétrico sobre a agulha magnética. Cadernos de História e Filosofia da Ciência, Campinas, v. 10, p. 115-

122, 1986.

DIAS, Valéria Silva. Michael Faraday: subsídios para o trabalho experimental. 2003.156f Dissertação (Mestrado) – Instituto de Física, USP, São Paulo.

GUEDES, Manuel Vaz. O Electroiman. 1998.3f. FEUP – Faculdade de Engenharia

Universidade do Porto – Portugal.

MARTIN. T. C.; WETZLER. Joseph. The electric motor and its applications. 1888.

336f

A história da eletricidade. Disponível em

<https://www.youtube.com/watch?v=8NN880JDP8M>. Acessado em 08/12/2014.

James Watt e a Máquina a Vapor. Disponível em

< https://www.youtube.com/watch?v=CfZ2bnqFS88>. Acessado em 16/12/2014.

Michael Faraday da Eletricidade a Geração de Energia. Disponível em

< https://www.youtube.com/watch?v=2zoNa-Xuh3g>. Acessado em 22/12/2014.

HC - Inventos da Antiguidade - Máquinas do Oriente. Disponível em

< https://www.youtube.com/watch?v=xRLQL5Z4hVg>. Acessado em 23/12/2014.

95

Ernst Werner Von Siemens da Evolução do Motor. Disponível em

<http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-avancos-tecnologicos-nos-motores-

eletricos-artigo-tecnico-portugues-br.pdf>

<http://www.infopedia.pt/$ernst-werner-von-siemens>

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Werner_von_Siemens>

<http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/biografias/comecando-com-a-

letra-e/ernst-werner-von-siemens-sir.html>

<http://www.ssplprints.com/image/89967/unattributed-ernst-werner-von-siemens-

german-electrical-engineer-and-inventor-c-1880>

<http://www.motoreletrico.net/index.asp?

InCdSecao=3&InCdEditoria=1&InCdMateria=39&pagina=&Avan%E7o+tecnol

%F3gicos+nos+motores+el%E9tricos>

Gerador de corrente continua da Evolução do Motor. Disponível em

<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA3_wAB/gerador-corrente-continua>

Gerador elétrico da Evolução do Motor. Disponível em

<https://www.youtube.com/watch?v=GNUED5VQZ_A>

Primeira locomotiva com Motor Elétrico da Evolução do Motor. Disponível em

<http://newtec4.blogspot.com.br/2010/02/1879-primeira-locomotiva-eletrica.html>

Galileu Ferraris da Evolução do Motor. Disponível em

96

<http://paginas.fe.up.pt/histel/GalFerraris.pdf>

Nikola Tesla da Evolução do Motor. Disponível em

<http://www.doutrina.linear.nom.br/nikola.htm>

<http://www.pesquisa-unificada.com/pesquisas/nikola-tesla/tudo-sobre-nikola-tesla/>

<http://www.infoescola.com/biografias/nikola-tesla/>

<http://www.institutotesla.org/tech/TeslaAlternatingCurrent.html>

<http://www.pesquisa-unificada.com/products/continua%C3%A7%C3%A3o/>