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Saber sobre os vários tipos de motores elétricos é nunca sem um benefício devido ao uso generalizado de motores nacionais para aplicações industriais. Se você possui um sistema de ar condicionado em casa ou opera um compressor de ar em uma fábrica industrial, está usando motores elétricos. Portanto, se você conhece os diferentes tipos de motores elétricos, pode entender melhor o sistema que possui e ter melhor controle sobre sua operação.

aqui na Linquip, fornecemos uma plataforma conveniente para você encontrar o tipo de motores elétricos de que precisa para sua aplicação. Além disso, neste post estamos tentando desmistificar vários tipos de motores elétricos para sua referência. Então, fique atento!

O Que São Motores Elétricos?

antes de saber sobre diferentes tipos de motores elétricos, é melhor começar com a questão de “o que é um motor elétrico”? Bem, a resposta mais curta é que o motor elétrico ou apenas o motor é um dispositivo eletromecânico que recebe energia elétrica e a converte em movimento ou energia mecânica.

esse movimento é principalmente de forma rotacional. O fluxo de corrente elétrica induz um campo magnético, e o que acontece em um motor elétrico é produzir um movimento de rotação perpendicular à direção da corrente e do campo magnético.

Aplicações de Motores Elétricos

motores Elétricos podem ser utilizados para aplicações domésticas, por exemplo, em aparelhos elétricos, tais como condicionadores de ar, aspiradores de pó, ventiladores, processadores de alimentos, etc. que todos fazem uso da força rotacional dos motores elétricos à sua maneira, ou mesmo em brinquedos como carros de brinquedo remotos ou controlados por aplicativos ou aviões de modelo.

falando em veículos modelo elétricos, as versões maiores e mais complexas de motores elétricos podem ser encontradas em carros e aviões elétricos de tamanho real (bem, esses aviões ainda estão sendo estudados para se tornarem comercialmente disponíveis).

por último, mas não menos importante, alguns tipos de motores elétricos são amplamente utilizados para aplicações industriais, como compressores de gás industriais, bombas, veículos de elevação, misturadores, etc.

Formas de Motor Elétrico de Classificação

Vários tipos de motores elétricos podem ser classificados em uma variedade de maneiras. Uma forma de classificação seria baseada em seus recintos. Temos motores abertos à prova de gotejamento (ODP) adequados para aplicações limpas, secas e internas, cuja versão aprimorada são os motores protegidos contra intempéries com configuração de gabinete WP1 ou WP2. Também temos ventilador totalmente fechado resfriado( TEFC), ar totalmente fechado sobre (TEAO), ventilação forçada totalmente fechada (TEFV) e configurações de gabinete não ventiladas (TENV) totalmente fechadas para diferentes tipos de motores elétricos. Existem também motores À Prova de Explosão (Ex) usados em áreas perigosas com chance de explosão devido à presença de alguns fluidos explosivos, poeira, etc. na área.

no entanto, os motores elétricos são geralmente classificados com base em sua fonte de energia. Existem motores de corrente alternada ou CA nos quais a corrente muda de Direção em alguma frequência. Existem também motores de corrente contínua ou CC que são amplamente utilizados em aplicações de pequena escala devido ao seu fácil controle de velocidade.

os motores CA são ainda classificados em monofásicos e trifásicos. O motor monofásico pode atingir uma potência de cerca de 3 KW fornecida a partir de uma fonte de alimentação monofásica, que é o caso para aplicações domésticas e comerciais. O motor trifásico, por outro lado, pode produzir potência de até cerca de 300 KW. Estes motores são a escolha perfeita para aplicações industriais.

motores CA

como foi mencionado anteriormente, o motor CA é um dos tipos de motores elétricos que usa corrente com uma direção alternada. Esses motores não são tão facilmente controlados por velocidade quanto os DC; no entanto, com um pouco de penalidade de potência, pode-se usar motores CA com acionamentos de frequência variável para ter um melhor controle de velocidade.

existem dois tipos amplamente utilizados de motores CA e um outro tipo menos comum:

• motores de indução (assíncronos)

o motor de indução ou assíncrono é um mecanismo que nunca funciona em velocidade síncrona. Este motor converte energia elétrica em energia mecânica, utilizando os fenômenos de indução eletromagnética. Nestes tipos de motores elétricos, o campo magnético gira nos estatores que induzem uma corrente no rotor resultando na rotação do motor. Como a rotação do rotor é induzida por um campo magnético fora dele, esses motores são excitados externamente. Existem dois tipos de motores de indução baseados na estrutura do rotor: motores de indução de gaiola de esquilo e motores de indução de ferida de fase.

• motores Síncronos

o Que acontece no síncrona tipos de motores elétricos é uma aplicação direta do campo magnético no rotor enrolamentos, que tem suas próprias desvantagens e benefícios. Tais motores internamente excitados exigem exigências diferentes da proteção e do controle do que os motores assíncronos.

• motores lineares

existem também tipos lineares de motores elétricos nos quais o estator e o rotor não são enrolados e, portanto, produzem uma força linear em vez de um torque. Este tipo de motor é comumente encontrado em portas de correr e atuadores.

Motor de Indução

O motor de indução é um dos tipos de motores de eleitor, que é provavelmente o mais amplamente utilizado para aplicações industriais. O estator é magnetizado, devido à sua ligação à rede elétrica, o campo magnético induz uma tensão e, portanto, uma corrente nos enrolamentos do rotor, em seguida, a corrente induzida no rotor produz um outro campo magnético, e, em seguida, a interação entre estes dois campos magnéticos produz a rotação de força ou torque, que conduz o eixo do motor.

estes motores têm um design muito simples e construção robusta com baixo preço e fácil manutenção. Eles também vêm em uma ampla gama de classificações de potência são como já disse os tipos mais utilizados de motores elétricos. No entanto, o controle de velocidade não é fácil sem uma unidade de frequência variável que faz com que o motor funcione com um fator de potência atrasado.

o motor de indução vem em dois tipos diferentes de motor de indução de rotor de gaiola de esquilo e motor de indução de rotor de ferida, como mencionado anteriormente. Cada um desses motores também pode ser monofásico ou trifásico. Os motores de indução monofásicos são o tipo menos comumente usado de motores de indução na indústria. É relatado que o motor de indução trifásico é um dos tipos de motores elétricos que se apropriaram de cerca de 70% da participação de mercado dos motores de indução industrial.

o motor do rotor sem fôlego ou o motor do anel deslizante têm mais voltas do enrolamento, que significa que tem uma tensão induzida mais alta e abaixa a corrente do que o motor de indução da esquilo-gaiola. Eles também podem produzir mais torque de partida. Por outro lado, eles são mais complicados de fabricar devido ao seu número adicional de componentes em comparação com os motores de indução de gaiola de esquilo, o que torna seu custo unitário, bem como seus custos de manutenção consideravelmente maiores.

• o motor de indução do rotor da gaiola de esquilo é feito de barras condutoras dispostas em paralelo, que são em curto-circuito em ambas as extremidades por anéis de curto-circuito.
  • os motores de indução monofásicos da esquilo-gaiola têm um enrolamento do estator, e há sempre algum outro dispositivo que obtém o motor para começar. Eles são perfeitos para aplicações que exigem apenas alguns cavalos de potência, como para eletrodomésticos. Até agora, eles têm sido os mais utilizados para eletrodomésticos.Os motores de indução trifásicos da esquilo-gaiola podem segurar procuras do poder superior; sua avaliação dos cavalos-força podia ir de muito pouco a centenas de cavalos-força. Eles também são auto-começando. Quase 90% dos motores de indução trifásicos usados na indústria, como bombas, compressores e ventiladores, são dos tipos de gaiola de esquilo.

• o motor de indução do rotor da ferida tem um enrolamento distribuído que é de duas camadas. A razão para o nome é que o rotor desses tipos de motores elétricos é enrolado para tantos pólos quanto o estator. Devido aos seus custos mais altos, os motores de rotor Enrolados são considerados para situações em que é necessário um alto torque de partida.
  • os motores monofásicos do rotor da ferida são apropriados para avaliações de poder um pouco mais altas do que suas contrapartes da esquilo-gaiola. Eles podem começar com bastante conforto e podem acelerar muito bem. Algumas máquinas maiores do que Eletrodomésticos poderiam fazer uso desses tipos de motores elétricos, como na agricultura, pequenos compressores de ar, mineração, etc.
  • os motores trifásicos do rotor sem fôlego tomam somente 10% dos tipos trifásicos de motores de indução vistos na indústria, mas têm as boas características de seus irmãos da esquilo-gaiola.

veja aqui um vídeo sobre como o motor de indução funciona.

motores síncronos

ao contrário dos motores de indução, os motores síncronos basicamente não são auto-partida, apesar de algumas configurações auto-emocionantes que podem ser encontradas para algumas aplicações de tamanho pequeno. A produção do campo magnético do rotor para esses tipos de motores elétricos não depende da corrente, e a taxa de rotação para um motor síncrono está atrelada à frequência da linha. Em outras palavras, a rotação do eixo para tipos síncronos de motores elétricos está a uma velocidade sincronizada com a frequência da Corrente de alimentação.

o que os torna interessantes para tamanhos industriais com maiores demandas de energia é sua alta eficiência de transformar a energia CA em trabalho e sua capacidade de correção do fator de potência. Isso significa que eles podem operar em um fator de potência de unidade que sugere igual potência real da carga à potência aparente do circuito.

os motores AC síncronos vêm em dois tipos: não excitados e excitados por CC. Os tipos síncronos não excitados de motores elétricos são classificados em três categorias dos tipos de ímã permanente, relutância e histerese.

Não-Motores Síncronos

Não-síncronos tipos de motores elétricos são desenhados de forma a ter o seu rotor siga as sincronizado campo rotativo em diferentes etapas, o que produziria um campo constante. Quando o rotor de motores síncronos não excitados gira, ele interage com o estator. A interação entre os pólos de campo do estator e o rotor faz com que o rotor se torne eletromagnético com os pólos norte e sul. O rotor desses tipos de motores elétricos tem uma alta retentividade, o que significa que tem uma forte capacidade de reter ou resistir à magnetização.

como já mencionado, existem três tipos de motores síncronos não excitados, a saber, ímã permanente, relutância e motores síncronos de histerese. Vamos discuti-los mais adiante no seguinte.

ímã permanente

em tipos síncronos do ímã permanente de motores elétricos, o rotor de aço é unido a um ímã permanente tal como um ímã do neodímio que forneça o campo magnético contínuo ininterrupto. Isso é realizado pela interação do rotor com o campo rotativo produzido pelo estator que possui a fonte de corrente alternada conectada a ele. O Permanente do rotor é travado ao campo de gerencio do estator, que induz uma velocidade síncrono da rotação para o rotor. Este design é semelhante aos motores CC sem escova que serão discutidos mais adiante.

Para iniciar destes tipos de motores elétricos, você precisa ter uma variável de fonte de freqüência porque o rotor para este projeto é um ímã permanente, produzindo um campo magnético constante. O controle de velocidade é feito usando o controle direto do torque e o Controle campo-orientado.

relutância

o rotor para tipos síncronos de relutância de motores elétricos, que não possuem enrolamentos, é feito de material ferromagnético no qual pólos magnéticos não permanentes são induzidos. A razão para o nome é que ele gera torque usando relutância magnética, ou seja, que é uma medida para a resistência ou oposição do material ao fluxo magnético.

O número de pólos de rotor de motores síncronos de relutância é igual ao número de pólos do estator. O número de pólos é sempre igual e tipicamente igual a quatro ou seis. O número de pólos do rotor é, no entanto, menor do que o número de pólos do estator para evitar a ondulação do torque. A ondulação do Torque é um aumento e diminuição periódicos do torque produzido pelo eixo do motor, o que não é uma coisa favorável.

como um rotor do estator é energizado, um torque é exercido no rotor na direção de reduzir a relutância magnética. Esse torque puxará a tração do rotor mais próxima para que fique alinhada com o campo do estator para uma posição de menos relutância. Portanto, para manter a rotação, o pólo do estator precisa continuar escapando do Pólo do rotor girando antes dos pólos do rotor.

histerese

para motores síncronos de histerese, à medida que o campo magnético do estator gira, o rotor experimenta um campo magnético de reversão. A razão para esse fenômeno é que o rotor cilíndrico desses tipos de motores elétricos é feito de material de alta coercividade. Isso significa que, uma vez que o rotor é magnetizado em alguma direção, você não pode facilmente reverter sua direção sem aplicar um grande campo magnético reverso.

A inversão do campo magnético vivida por cada pequeno volume do rotor devido ao campo magnético do estator rotação vai continuar até a velocidade síncrona é atingido. Isso nos leva à vantagem de motores síncronos de histerese que podem produzir torque consistente até atingir a velocidade síncrona sem ondulações de torque. Outro ponto sobre esses tipos de motores é que, apesar de normalmente haver algum enrolamento de gaiola de esquilo para ajudar a ligar o motor, mas o motor pode iniciar automaticamente devido ao fato de que o movimento do rotor depende apenas do atraso de fase entre os campos magnéticos do estator e do rotor.

motores síncronos excitados por CC

o rotor desses tipos de motores elétricos é excitado com a ajuda de uma fonte DC externa que produz o fluxo magnético necessário para colocar o rotor em movimento. Isso pode ser feito seja por uma fonte CC separada ou conectada diretamente ao eixo do motor.

você pode assistir ao vídeo aqui para ver como os motores síncronos funcionam.

Linear

os motores lineares são um dos tipos AC de motores elétricos que produzem força linear em vez de torque. Eles são semelhantes aos já discutidos anteriormente, exceto que seus rotores e estatores são desenrolados. Eles são amplamente utilizados em aplicações como trens elétricos, atuadores como os usados em portas de correr, etc.

este vídeo mostrará como esses motores funcionam.

motores DC

em tipos de motores elétricos DC, a energia elétrica DC é transformada em energia mecânica. Os motores DC podem ser auto-excitados ou excitados separadamente. No entanto, os motores CC auto-excitados são provavelmente mais interessantes se você puder usá-los para sua aplicação.

os motores CC também podem ser classificados com base no fato de serem DC escovado (BDC) ou DC sem escova (BLDC). Os motores DC escovados são baratos e simples de projetar e fabricar; no entanto, os motores BLDC são complexos e caros. Em geral, aplicações pequenas e insensíveis, como eletrodomésticos e vidros elétricos e assentos de automóveis, poderiam usar motores BDC, enquanto aplicações como HVAC e refrigeração, motores elétricos de Automóveis e outros sistemas industriais semelhantes funcionariam com BLDC.

DC escovado

os tipos de motores elétricos CC escovados são comutados internamente, o que significa que o torque é produzido diretamente a partir da energia CC fornecida com a ajuda de ímãs permanentes estacionários ou eletroímãs e eletroímãs rotativos.

eles são bastante baratos e altamente confiáveis. Você pode controlar facilmente suas velocidades usando um sistema simples de dois fios, embora existam alguns projetos de velocidade fixa para os quais não há controle de velocidade.

você também pode encontrar algumas desvantagens em motores CC escovados, como exigir manutenção periódica especificamente imposta pelas escovas e baixa vida útil para trabalhos de alta exigência, para os quais o torque ou a velocidade são altos. Outra questão importante é a sua velocidade limitada devido às escovas e geração de interferência eletromagnética (EMI) por arco de escova.

Shunt Ferida

O campo bobinas ou enrolamentos de shunt ferida motores DC com escova são conectados em paralelo com a armadura, daí o nome para estes tipos de motores elétricos. Nesta configuração de enrolamentos, a corrente fornecida será distribuída entre a armadura de derivação e os enrolamentos de campo. A regulação da velocidade é muito fácil com motores BDC enrolados em derivação.

quando a carga é aplicada aos motores escovados da C. C. da derivação, a velocidade tende a diminuir, mas a tensão líquida seria aumento nesta situação. Quando a tensão líquida aumenta, a corrente da armadura aumenta, e isso significa que haverá algum torque extra gerado, o que compensa a diminuição da velocidade devido à aplicação da carga, tornando esses tipos de motores elétricos dispositivos de velocidade constante.

tudo isso significa que você provavelmente gostaria de considerar esse motor se tivesse um baixo requisito de torque de partida, bem como uma boa regulação de velocidade.

ferida em série

se em vez de conectar os enrolamentos de armadura e enrolamentos de campo em série em vez de em paralelo, você obtém um motor CC escovado em série. É claro que a corrente nos enrolamentos de campo e armadura seria igual para este projeto. Eles precisariam de uma quantidade significativa de corrente, mas o torque que produzem é muito alto, especialmente na inicialização.

este design, no entanto, não é tão bom com a regulação de velocidade. A razão é que, apesar do aumento da tensão devido ao carregamento do motor irá aumentar a corrente para subir, mas o campo magnético acabaria por ser saturada, o que significa que o fluxo entre a armadura e o estator não vai subir rápido o suficiente, o que significa que não é suficiente o torque será gerado para trazer a velocidade de volta a ele condições anteriores.

você pode dizer que você poderia considerar os tipos de motores elétricos quando você precisa de um alto torque de inicialização, mas não se preocupam com a regulação de velocidade que muito.

ferida composta

e se você precisasse de um BDC com alto torque de partida e bom controle de velocidade? Bem, há uma solução para isso também: motores DC escovados com feridas compostas. Os motores de feridas compostas são uma” espécie híbrida ” de motores DC escovados de derivação e enrolados em série. Nestes tipos de motores elétricos, há um enrolamento de campo em série com o enrolamento da armadura e outro shunt de enrolamento de campo com o enrolamento da armadura.

há configuração de derivação curta e uma configuração longa para motores BDC de ferida composta. Se o campo de derivação estivesse apenas em paralelo com a armadura, seria uma configuração de derivação curta, mas se o campo de derivação estivesse em paralelo com a série de armadura e campo de série, seria um BDF de ferida composta de derivação longa.

você pode ter a polaridade do campo de derivação correspondente à polaridade do campo da série, o que torna um composto cumulativo BDC. Este é um motor com alto torque de partida e boa regulação de velocidade. Você também pode ter uma polaridade de campo de derivação em oposição ao campo da série, o que faz um motor de ferida composto diferencial.

ímã permanente

em um ímã permanente Escovado motor DC, a armadura é cercada por ímãs permanentes presos à superfície interna do estator cilíndrico desses tipos de motores elétricos. Os ímãs são instalados de uma maneira que pólos opostos de ímãs adjacentes enfrentariam a armadura. A armadura, que é condutor de transporte de corrente, experimentaria, portanto, uma força mecânica exercida sobre ela a partir do campo magnético desse arranjo de ímãs permanentes e giraria em sua direção.

Servomotor

Servomotores podem não ser realmente um dos tipos de motores elétricos e, provavelmente, são uma categoria própria, mas desde o mais simples, pequenos utilização de imã permanente BDC motores, juntamente com um controle de malha fechada do sistema, decidimos abordá-los aqui também. Servomotores são dispositivos mecânicos ou atuadores que são bastante úteis quando se trata de controle preciso de posição, controle de velocidade ou controle de aceleração. Eles consistem em um motor DC, sensor de posição e um controlador.

Brushless DC

você provavelmente notou de longe que as escovas e sua interação com o comutador mecânico de motores BDC são as razões para motores elétricos DC sem escova. Bem, as escovas se desgastam e exigem manutenção e substituição, e as escovas fazem faíscas que são perigosas para lugares onde há uma chance de explosão.

Brushless DC motors são comutadas eletronicamente, dando-lhes uma vida mais longa, melhor velocidade vs características de binário, de alta eficiência, a melhor resposta dinâmica e mais mudanças de velocidade e operação silenciosa.

esses tipos de motores elétricos podem ser usados para aplicações de carga variável e carga fixa, bem como aplicações de posicionamento, e estão ganhando popularidade no mercado.

para um vídeo comparando motores CC escovados com motores CC sem escova e critérios para selecionar entre eles, veja aqui.

conclusão

assim, isso era tudo sobre tipos de motores elétricos. Tentamos apresentar um guia simples sobre esses tipos de motor. Atualmente, existem diferentes e flexíveis. O objetivo do motor é sempre que “um controle de movimento é necessário”, esta é a melhor escolha. O motor deve suportar o uso e o ato geral do sistema. Aqui está uma grande chance, se houver mais necessidade de saber sobre os tipos de motores elétricos, sinta-se à vontade para se registrar na Linquip. Nossos especialistas estarão ansiosos para receber suas perguntas e respondê-las com entusiasmo.