Explicarei o princípio de funcionamento e as diferenças entre os motores CC e CA da maneira mais simples e compreensível.
A imagem acima mostra a representação física mais simples de um motor DC.
Cprincípio de funcionamento
Motor DC
Num motor DC, a corrente da fonte de alimentação DC flui do pólo positivo para o lado esquerdo da escova. A escova e o comutador esfregam um contra o outro e a corrente flui através do comutador esquerdo, que tem dois segmentos esquerdo e direito, para dentro da bobina e saindo pelo lado direito da bobina. A corrente então flui de volta para o pólo negativo da fonte de alimentação, criando um circuito fechado.
A bobina está localizada no campo magnético dos pólos magnéticos principais (N e S) e está sujeita a uma força eletromagnética. Como os dois lados da bobina têm direções de corrente diferentes (para dentro à esquerda e para fora à direita), eles estão sujeitos a forças eletromagnéticas de magnitudes opostas. Essas duas forças criam o torque eletromagnético, que faz com que a bobina comece a girar.
A bobina fica embutida na ranhura do rotor, fazendo com que o motor comece a girar. As peças reversíveis giram com o eixo giratório enquanto a escova permanece estacionária. Após uma rotação, a bobina da direita se move para a esquerda e a bobina da esquerda se move para a direita. Entretanto, o comutador garante que a corrente na bobina do lado esquerdo flua na mesma direção que a corrente na bobina do lado direito, resultando em uma direção constante da força eletromagnética recebida na mesma posição. Isso garante a rotação cíclica do motor.
No entanto, o campo magnético da bobina muda quando a bobina gira para posições diferentes, fazendo com que a força eletromagnética na bobina também mude. Isso torna a rotação da bobina instável e diminui repentinamente. Para garantir uma força de bobina uniforme e estável, várias bobinas podem ser instaladas.
Então obtemos o seguinte:
Mesmo com este modelo de motor:
Além disso, os dois pólos magnéticos externos do motor são, na verdade, criados pelas bobinas de excitação que geram eletroímãs. Em motores menores, são utilizados ímãs permanentes, enquanto motores maiores utilizam eletroímãs.
O modelo é simplesmente uma representação, mas o rotor real do motor está estruturado desta maneira.
Motor CA
Os motores CA são classificados em duas categorias: motores síncronos e motores assíncronos. Os motores síncronos são usados principalmente como geradores, enquanto os motores assíncronos são usados principalmente como motores elétricos. O foco desta discussão está nos motores assíncronos.
Os motores assíncronos são favorecidos por sua estrutura simples, baixo custo, facilidade de manutenção e operação confiável, o que resultou em seu uso generalizado. Apesar de sua estrutura simples, o princípio de operação dos motores CA é, na verdade, mais complexo do que o dos motores CC, tornando mais desafiador um entendimento claro da tecnologia.
Uma corrente alternada simétrica trifásica é aplicada ao estator do motor CA, conforme mostrado na figura acima. O estator permanece estacionário e apenas uma mudança na corrente pode gerar um campo magnético rotativo sintético. Este campo magnético atua como um ímã giratório ao redor do estator, facilitando o trabalho.
Uma bobina fechada está localizada dentro do estator, e uma força eletromotriz e uma corrente são induzidas na bobina fechada, resultando na criação de uma força eletromagnética. Isso faz com que a bobina fechada gire.
Também pode ser entendido que existe um ímã giratório no estator, e a bobina fechada dentro do rotor funciona como um eletroímã devido ao carregamento por indução. À medida que o eletroímã externo gira, ele faz com que o eletroímã interno gire, girando assim o rotor do motor CA.
A velocidade de rotação do campo magnético do estator é chamada de velocidade síncrona. O rotor, que é acionado pelo campo magnético do estator, gira a uma velocidade mais lenta, conhecida como velocidade assíncrona. É daí que vem o termo “motor assíncrono”.
O rotor de um motor CA é uma simples bobina fechada ou condutor, muitas vezes referido como motor assíncrono “gaiola de rato” devido à sua estrutura semelhante a uma gaiola. A força eletromotriz e a corrente dentro do rotor são induzidas pelo campo magnético do estator, razão pela qual o motor assíncrono também é conhecido como motor de indução.
Portanto, o motor assíncrono trifásico tem vários nomes, incluindo motor CA, motor assíncrono e motor de indução, cada um referindo-se a ele de uma perspectiva diferente. Se você tiver mais dúvidas, fique à vontade para perguntar nos comentários e farei o possível para fornecer respostas detalhadas.
