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É uma máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da utilização de energia elétrica – baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.

A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerados ou por um dínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção. Os motores de tração usados em locomotivas executam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os freios dinâmicos. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada. Chamados diesel – elétricos.

Funcionamento

A maioria de motores elétricos trabalham pelo eletromagnetismo, mas existem motores baseados em outros fenômenos eletromecânicos, tais como forças eletrostáticas. O princípio fundamental em que os motores eletromagnéticos são baseados é que há uma força mecânica em todo o fio quando está conduzindo a eletricidade contida dentro de um campo magnético. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular o fio e o campo magnético. Em um motor giratório, há um elemento girando, o rotor. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor.

A maioria de motores magnéticos são giratórios, mas os tipos lineares existem também. Em um motor giratório, a parte giratória (geralmente no interior) é chamada o rotor, e a parte estacionária é chamada de estator ou bobina de campo.

Tipos comuns:

Motores de corrente contínua

São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Como a fornecida pelo estator do alternador “retificada” pelos diodos.
São os usados nos automóveis.

Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais.

Motores de corrente alternada

ão os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Seu princípio de funcionamento é baseado no campo girante, que surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicada em pólos defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as correntes são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o campo de maior intensidade, causando a associação vetorial desse efeito o campo girante.

Os principais tipos de corrente alternada são:

1. Motor síncrono: funciona com velocidade estável; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante.

2. Motor de indução: funciona normalmente com velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de conversores de freqüência.

Na verdade a classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos do assunto:

Motores CC (corrente contínua)
- Íman Permanente com ou sem escova (motor CC brushless)
- Série
- Universal
- Shunt ou paralelo
- Composto

Motores CA (corrente alternada)
- Assíncrono (de indução)
- Polifásico
- Rotor gaiola ou em curto-circuito
- Rotor enrolado ou bobinado
- Monofásico
- Rotor gaiola ou em curto-circuito
- Fase dividida
- Capacitor de partida
- Capacitor permanente
- Polos Sombreados
- Dois capacitores
- Rotor enrolado ou bobinado
- Repulsão
- Repulsão de partida
- Síncrono
- Polifásico
- Monofásico
- Íman permanente
- Histerese
- Relutância
- De passo
- Íman Permanente
- Relutância variável
- Híbrido

Isto é uma pequena amostra da enorme quantidade de motores elétricos que existem. Um estudo profundo seria necessário para conhecer todos eles.

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História

O ano de 1886 pode ser considerado, como o ano de nascimento da máquina eléctrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner von Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Entretanto esta máquina que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de estudos, pesquisas e invenções de muitos outros cientistas, durante quase três séculos.

Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou, em Londres a obra intitulada De Magnete, descrevendo a força de atracção magnética. O fenómeno da eletricidade estática já havia sido observado antes pelo grego Tales, em 641 a.C., ele verificou que ao friccionar uma peça de âmbar com um pano, esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas, etc.

A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663 pelo alemão Otto von Guericke e aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta.

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes eléctricas, verificou em 1820 que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente eléctrica. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima entre o magnetismo e a eletricidade, dando assim, o primeiro passo para em direção ao desenvolvimento do motor eléctrico. O sapateiro inglês William Sturgeon – que paralelamente com sua profissão, estudava eletricidade nas horas de folga – baseando-se na descoberta de Oersted constatou, em 1825, que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor eléctrico transformava-se em um ímã quando se aplicava uma corrente eléctrica, observando também que a força do ímã cessava tão logo a corrente fosse interrompida. Estava inventado o eletroímã, que seria de fundamental importância na construção de máquinas eléctricas girantes.

Em 1832, o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Já no ano de 1833, o inglês W. Ritchie inventou o comutador construindo um pequeno motor eléctrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um ímã permanente. Para dar uma volta completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta através do comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico parisiense H. Pixii ao construir um gerador com um ímã em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador.

Grande sucesso obteve o motor eléctrico desenvolvido pelo arquitecto e professor de física Moritz Hermann von Jacobi – que, em 1838, aplicou-o a um bote. Alimentados por células de baterias, o bote transportou 14 passageiros e navegou a uma velocidade de 4,8 quilômetros por hora.

Somente em 1886 Siemens construiu um gerador sem a utilização de ímã permanente, provando que a tensão necessária para o magnetismo poderia ser retirado do próprio enrolamento do rotor, isto é, que a máquina podia se auto-exitar. O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. A máquina de Siemens não funcionava somente como um gerador de eletricidade, mas também podia operar como um motor, desde que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.

Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de Berlim, a primeira locomotiva elétrica, com uma potência de 2kW.

A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação à maquina a vapor, a roda d’água e à força animal. Entretanto, o alto custo de fabricação e a sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na de tal modo que muitos cientistas dirigira sua atenção para o desenvolvimento de um motor eléctrico mais barato, mais robusto e de menor custo de manutenção. Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia, destacam-se o iugoslavo Nikola Tesla, o italiano Galileu Ferrarris e o russo Michael von Dolivo-Dobrovolski. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente contínua, mas também se cogitou de sistemas de corrente alternada, cujas vantagens já eram conhecidas em 1881.

Em 1885, o engenheiro eletrotécnico Galileu Ferraris construiu um motor de corrente alternada de duas fases. Ferraris, apesar de ter inventado o motor de campo girante, concluiu erroneamente que os motores construídos segundo este princípio poderiam, no máximo, obter um rendimento de 50% em relação a potência consumida. E Tesla apresentou, em 1887, um pequeno protótipo de motor de indução bifásico com rotor em curto-circuito. Também esse motor apresentou rendimento insatisfatório, mas impressionou de tal modo a firma norte-americana Westinghouse, que esta lhe pagou um milhão de dólares pelo privilégio da patente, além de se comprometer ao pagamento de um dólar para cada HP que viesse a produzir no futuro. O baixo rendimento desse motor inviabilizou economicamente sua produção e três anos mais tarde as pesquisas foram abandonadas.

Foi o engenheiro eletrotécnico Dobrowolsky, da firma AEG, de Berlim, entrou em 1889 com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. O motor apresentado tinha uma potência de 80 watts, um rendimento aproximado de 80% em relação a potência consumida e um excelente conjugado de partida. As vantagens do motor de corrente alternada para o motor de corrente contínua eram marcantes: construção mais simples, silencioso, menos manutenção e alta segurança em operação. Dobrowolsky desenvolveu, em 1891, a primeira fabricação em série de motores assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5 kW.

Fonte: wikipedia.org.

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comentários
  1. csb1 disse:

    Muito obrigado pela gentilesa de disponibilizar na internet, material tão interessante para profissionais e estudiosos.

  2. junio disse:

    Muito obrigado pela gentilesa de disponibilizar na internet, material tão interessante para profissionais e estudiosos.

  3. reinaldo disse:

    gostaria de complar motor eletrico para motos

  4. Reinaldo, não vendo motores…

  5. Sol disse:

    ÓTIMO !!! Está me ajudando no meu TCC !!

    Obrigada

  6. Sidinei disse:

    Tem como colocar um motor elétrico em uma moto ????????

  7. Sidinei: a utilização de um motor elétrico para propulsão do veículo já uma realidade mas ainda não alcançou nosso país. Certo é que como a moto já tem baixo consumo e emissão de poluentes será mais difícil que isto seja feito pelas montadoras.
    Já a adaptação é sim possível mas muito difícil pois o tamanho do veículo limita a colocação de acumuladores, mas já existem tais protótipos.

  8. marcos paulo disse:

    com qual motor posso colocar num skate ?

  9. Pablo disse:

    você poderia explicar cada componente do motor de partida no site??
    achei um blog muito bom mesmo assim, ajuda muito nos meus trabalhos relacionados à mecânica.
    obrigado

  10. Danilo Brito Alameida disse:

    site muito bom e muito bem feito!!!

  11. WILLIAM disse:

    Gostaria de material para treinamento de uma turma de eletrotécnica , mais voltado a parte de manutenção elétrica ( motores , contatores , relês…………..) se puder me enviar alguma coisa agradeço.Se precisar de material de automação me avise.

  12. Anônimo disse:

    minimotor elétrico

  13. Bernardo disse:

    Muito obrigado

  14. Júnior disse:

    Muito legal seu blog cara, só gostaria de saber o custo do materias p/ compor um motor elétrico!

  15. edison disse:

    o que eu gostaria de conhecer um motor ou um sistema barato e simples

    para que eu possa adaptar em uma bicicleta
    ou me indique alguem ou empresa para consu]ltar
    obrigado

  16. Marcos Antônio Severo disse:

    Gostaria de saber, se da existência de um motor elétrico que atingisse 10.000 rpm, ou que comportasse um aumento de velocidade através de engrenagens.
    (Bateria 6v e 12v)
    Obrigado,
    Marcos.
    O site é muito bom, parabéns!

  17. Marcos Antônio realmente existem motores a venda que chegam a esta rotação mas pela dificuldade de construção e principalmente por não ser comum é muito mais fácil utilizar um sistema de engrenagens para atingir este valor.

    Basta lembrar que alguns motores de HD’s trabalham perto deste valor e outro acima disto.

    Quanto a existir um motor CC de 12V é importante observar qual a sua necessidade de torque e potência para que se possa ajustar um motor a um conjunto de engrenagens, gerando o resultado que deseja.

    É importante citar que motores tendem a variar a rotação sob diversas condições, então vale observar que se a necessidade for de precisão o motor poderá sair mais caro.

    Ok?

  18. Josiel Fogaça disse:

    Estou vendo a viabilidade de fazer um mini bug com capacidade para duas pessoas, movido a energia elétrica, com isto ela será de cc, sendo assim gostaria de saber de um motor de boa economia, leve, que permita isto, ou se é melhor utilizar um inversor de frequência no conjunto?

  19. Josiel Fogaça:

    A opção da maioria dos engenheiros por motores CC em veículos elétricos (até mesmo comerciais) me força a dizer que esta é a melhor opção.

    Quanto a qual motor eu não saberia te indicar, mas acredito que seria muito interessante procurar um fabricante relatando torque e potência necessários de acordo com seu conjunto de redução, dependendo aí de usar ou não várias relações de transmissão (câmbio) para se ter boa arrancada e atingir uma velocidade viável de cruzeiro. Não se esqueça então de já observar o peso do veículo no projeto e peso transportado.

  20. NIC =D disse:

    ADOREI SEU BLOG!

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