Guia sobre motores de CC em derivação: princípios de funcionamento, construção, controle, vantagens, desvantagens e sua relevância na engenharia elétrica.
Motores de Corrente Contínua em Derivação
Motores de corrente contínua (CC) são máquinas elétricas que transformam energia elétrica em energia mecânica, e vice-versa, quando operando como geradores. Eles têm diversas aplicações no cotidiano, desde pequenos motores de brinquedos até grandes máquinas industriais. Um dos tipos mais comuns de motores de CC é o motor em derivação, também conhecido como motor shunt ou paralelo.
Princípio de Funcionamento
O motor de CC em derivação possui duas principais partes: o circuito do estator, que é composto pelo campo magnético, e o circuito do rotor, que é a parte rotativa da máquina. A característica distintiva deste tipo de motor é que sua bobina de campo (ou bobina de excitação) está ligada em paralelo com o armadura (rotor), daí o nome “derivação”.
Características dos Motores em Derivação
- Resposta de velocidade: Motores em derivação possuem uma velocidade quase constante, variando levemente com a carga.
- Torque: O torque é diretamente proporcional à corrente da armadura. Isso significa que quanto maior a carga, maior será a corrente necessária para mantê-la.
- Aplicações: Devido à sua capacidade de operar em uma ampla gama de velocidades e torques, eles são amplamente utilizados em aplicações industriais, como máquinas-ferramenta, elevadores e sistemas de transporte.
Construção
O motor de CC em derivação é composto por diversas partes. As mais essenciais incluem:
- Armadura: É a parte rotativa e é onde a corrente induzida é gerada.
- Comutador: Um dispositivo rotativo que inverte a direção da corrente entre a armadura e as escovas externas, permitindo assim o movimento rotacional contínuo.
- Bobina de campo: Enrolada em torno do estator, cria um campo magnético quando energizada.
- Escovas: São peças de grafite ou carvão que mantêm contato elétrico com o comutador, permitindo que a corrente flua para a armadura.
Entender a construção e o funcionamento básico dos motores de CC em derivação é fundamental para quem deseja trabalhar no campo da engenharia elétrica ou simplesmente tem curiosidade sobre o tema.
Funcionamento e Controle
O funcionamento do motor de CC em derivação é baseado na interação entre o campo magnético produzido pelas bobinas de campo e a corrente induzida na armadura. Quando uma corrente é aplicada à bobina de campo, um campo magnético é estabelecido. Consequentemente, quando a corrente passa através da armadura, esta corrente interage com o campo magnético estabelecido, resultando em um torque que faz a armadura girar.
O controle da velocidade do motor em derivação pode ser realizado variando-se a tensão aplicada à armadura ou alterando-se a resistência no circuito de campo. Um controle mais preciso pode ser obtido utilizando sistemas eletrônicos modernos, como inversores e controladores de frequência.
Vantagens e Desvantagens
- Vantagens:
- Velocidade quase constante em diversas cargas;
- Simplicidade de construção e operação;
- Capacidade de fornecer alto torque em baixas velocidades.
- Desvantagens:
- Necessidade de manutenção das escovas e comutadores;
- Sensibilidade a variações bruscas de carga;
- Menor eficiência quando comparado a motores de corrente alternada (CA) modernos.
Conclusão
O motor de CC em derivação é uma máquina robusta e confiável que tem sido utilizada em diversas aplicações industriais ao longo dos anos. Suas características, como velocidade quase constante e alta capacidade de torque em baixas velocidades, fazem dele uma escolha popular em muitas situações. No entanto, com o avanço das tecnologias de motores de corrente alternada e sistemas de controle, o uso de motores de CC tem diminuído em algumas aplicações. Ainda assim, seu princípio fundamental de operação e sua importância histórica na evolução das máquinas elétricas não podem ser subestimados. Conhecer e entender esse tipo de motor é, sem dúvida, um valioso acréscimo ao conhecimento de qualquer entusiasta ou profissional da área elétrica.
