Motores Elétricos

Motor elétrico 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 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 gerador 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 freqüentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os freios dinâmicos. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada. Chamados eletrodíesel.

Operação

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 magnética. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular ao fio e ao 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 de rotor, e a parte estacionária é chamada de estator. Os motores contem os eletroímãs que são feridos por um frame.

Tipos de motores

Os motores elétricos mais comuns são:

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. Podem funcionar com velocidades ajustáveis entre amplos limites e se prestam a controles de grande 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.

Motores de corrente alternada

São 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 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 conversor de freqüência.

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)

Ímã Permanente com ou sem escova (motor CC brushless)

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

Ímã permanente

Histerese

Relutância                                                                                                

De passo                                                                                                 

Ímã 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.
 

Motores Stirling

   O motor Stirling é um motor térmico muito diferente do motor de combustão interna do seu carro. Inventado por Robert Stirling em 1816, o motor Stirling é mais eficiente do que um motor diesel ou a gasolina. Mas hoje, os motores Stirling são usados somente em alguns casos específicos, como em submarinos ou geradores de energia auxiliares para iates, onde o funcionamento silencioso é importante. Apesar do motor Stirling não ter tido grande sucesso comercial, alguns inventores de grande talento estão trabalhando nele.

    Um motor Stirling usa o ciclo Stirling, diferente dos ciclos usados nos motores de combustão interna.

·         Os gases usados no interior de um motor Stirling nunca saem do motor. Não existem válvulas de escape que liberem gases a alta pressão, como em um motor a gasolina ou diesel e não ocorrem explosões em seu interior. Devido a isso, os motores Stirling são muito silenciosos.

·         O ciclo Stirling usa uma fonte de calor, que pode ser gasolina, energia solar ou até o calor produzido por plantas de decomposição. Não ocorre nenhuma combustão no interior dos cilindros do motor.

   Há muitas maneiras de se construir um motor Stirling. Neste artigo, vamos aprender sobre o ciclo Stirling e ver como funcionam duas configurações diferentes deste motor.
  Veja abaixo alguns tipos de motores stirling:

Motores De Combustão

   É uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.

   São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.

   Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine.

Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de freqüente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que pode-se chamar de explosão (queima descontrolada sem frente de chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade dos mesmos e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos  provenientes da dissociação de gás nitrogênio.

   Veja abaixo como funciona um motor de combustão: