Motores elétricos: componentes e suas aplicações

Considerado indispensável para a indústria, os motores representam 62% de todo o consumo energético delas.. Esse equipamento é capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica, utilizando normalmente o princípio da reação entre dois campos magnéticos. São responsáveis por colocá-las em movimento, já que acionam linhas de montagem, impulsionam correias transportadoras, dão mobilidade a juntas robóticas, entre outros.

Motores elétricos são essenciais para os processos industriais e os que mais consomem energia. Seu uso se dá em equipamentos críticos, como: ventiladores, bombas hidráulicas e compressores de ar. 

Esse equipamento é capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica, utilizando o princípio da interação entre dois campos magnéticos. 

Para essa transformação, ele funciona pela repulsão entre dois ímãs (eletroímãs). Assim, o campo magnético criado faz mover uma parte giratória, o rotor, a partir da ação repelente dos pólos opostos.

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Existem dois tipos mais comuns de motores que se ramificam gerando outros, são eles: 

 

 

No artigo abaixo, vamos te explicar tudo o que você precisa saber sobre os componentes de um motor elétrico. 

Entendendo as partes do motor elétrico 

Antes de entender como o motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo funciona, é preciso que haja um conhecimento da função de cada uma das partes que o compõem. O motor elétrico é constituído por:

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Estator 

É a parte de um motor ou gerador elétrico que se mantém fixa à carcaça, com a função de conduzir o fluxo magnético para transformar a energia cinética do induzido.

O estator é feito de material ferromagnético laminado (geralmente aço silício). Nas ranhuras do estator (furos ou canais na parte da superfície interna) ficam alojadas as bobinas dos enrolamentos.  A laminação ajuda a aumentar a isolação, evitar as correntes de fuga e parasitas, aumentando o rendimento da máquina. 

É nele que se forma um campo magnético capaz de induzir uma corrente no rotor. 

Essa parte é formada pela carcaça, pelo núcleo e enrolamento.

O núcleo do estator é constituído por um empacotamento de chapas de material magnético com baixa densidade de perdas magnéticas (condutor magnético). 

O enrolamento trifásico é formado por três conjuntos semelhantes de bobinas - uma para cada fase - ligado à rede trifásica de alimentação.  

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A carcaça é o componente estrutural do motor, alojando, suportando e protegendo a parte estatórica e rotórica do motor.  

Ela é confeccionada em liga especial de alumínio injetado sob pressão ou em ferro fundido cinzento, proporcionando rigidez ao motor e baixos níveis de vibração.

Rotor 

O rotor é a parte girante do motor e é constituído pelo eixo, núcleo e pela gaiola. 

O eixo é a parte mecânica onde ocorre a rotação e o local onde é montado o conjunto do rotor, apoiados em mancais. Ele transmite a potência desenvolvida pelo motor e é tratado termicamente para evitar problemas como: empenamento e fadiga. 

O núcleo é composto por material magnético, semelhante ao do estator (condutor magnético), onde há barras de cobre ou alumínio, dispostas paralelamente entre si e unidas em suas extremidades. 

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A gaiola possui anéis metálicos na tampa e na base, que permite a circulação de correntes por elas (condutor elétrico). Basicamente é tudo que gira em torno de seu próprio eixo produzindo movimentos de rotação. 

O dimensionamento do rotor é feito considerando o conjugado, exigido na partida, e as condições de operação do motor. Na fabricação do eixo são utilizados os materiais Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 1045, 1524 ou 4140 tratados termicamente. 

Tampas

São elementos de união do conjunto que servem de apoio aos rolamentos. 

Essas tampas atuam como caixas de mancais, fabricadas em alumínio injetado sob pressão ou em ferro fundido. São elas que garantem ao motor a alta resistência mecânica necessária.

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Ventilador ou Ventoinha

Essa parte foi projetada para obter um sistema de ventilação forçada, impedindo que o motor superaqueça.

O objetivo é garantir o máximo de resfriamento possível, associado a um nível de ruído reduzido. O ventilador pode ser de polipropileno ou de alumínio não faiscante. 

Bobinagem 

Todos os fios utilizados nos enrolamentos dos motores são de cobre, isolados por um  verniz à base de poliéster. 

Os isolantes do estator podem ser de classe de isolação B (130 graus°C, F (155°C) ou H (180°C).

Caixa de ligação

Sua principal função é servir de alojamento dos cabos de alimentação, fortalecendo o ambiente externo e protegendo os cabos de um possível contato físico acidental. 

Sendo assim, a caixa de ligação pode ser de chapa de aço ou de alumínio injetado sob pressão, permitindo um deslocamento a cada 90°, para facilitar a montagem.

Placas de Bornes 

Para uma perfeita ligação dos motores, as placas de bornes são confeccionadas em material auto extinguível não higroscópico, resistente à corrente de fuga e de alta rigidez dielétrica. 

Mancais 

Este é um elemento mecânico de fundamental importância para os motores, tanto na fase construtiva como na operação.

A função do mancal é apoiar os elementos móveis internos do motor e auxiliar a transmissão do movimento com o menor atrito possível. Por isso, é fundamental manter os limites de folgas entre estator e rotor pré-determinados em função do elemento de ligação magnética (gap de ar). 

Os mancais de rolamento podem ser lubrificados com graxa, enquanto a lubrificação dos mancais de deslizamento utiliza óleo.

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Passador de fios

Utilizado para assegurar uma perfeita vedação entre a caixa de ligação e o ambiente externo.

Chaveta

Foi projetada para garantir a perfeita fixação do cubo do elemento de carga ao eixo do motor. É confeccionada em aço SAE 1045. 

Olhal de suspensão

Tem por finalidade facilitar a movimentação, transporte e instalação. 

Sua instalação é realizada nos motores conforme o tipo de carcaça, podendo ser fixo ou de aço forjado, rosqueado na própria carcaça. 

Placa de identificação

É o elemento mais rápido utilizado para coleta das principais informações para a instalação e manutenção adequada.  

Aterramento

Os motores possuem terminais para aterramento localizados no interior da caixa de ligação, confeccionados em latão e assegurando um perfeito contato elétrico.

Agora que você já sabe tudo sobre a composição do motor, é hora de entender como ele funciona, de fato.

Referência Bibliográfica 

[1] BRASÍLIO FILHO, Arnoldo. Motores e Geradores. Disponível em: . Acesso em 4 de Abril de 2016.

[2] KOSTENKO, M.; PIOTROVSKY, L. Electrical Machines. Moscow. Mir Publishers,1977. 700p.

[3] KOSOW, I. L. Máquinas Elétricas e Transformadores. Porto Alegre. Editora Globo, 1979. 632p.