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MOTOR UNIVERSAL Galvão, Hely1; Raphaela Martins2; Claudenir Janderlino Souza3 (Orientador) Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG 1helygalvaojr@gmail.com;2raphaela_martins@hotmail.com; 3claudenirr@hotmail.com Resumo: A sociedade moderna não prescinde do uso de motores elétricos demandando crescentemente da produção de energia elétrica o que contribui para o efeito estufa, o maior causador do aquecimento global. Uma aplicação ao uso eficiente e eficaz para esta energia gerada depende diretamente da correta engenharia e aplicação dos motores elétricos e o motor elétrico objeto deste estudo é preponderante nesta questão pela sua enorme aplicação. O Motor universal tem a sua ampla aplicabilidade na execução de tarefas operacionais onde a baixa potencia (CV) é indicada. É um motor monofásico cujos enrolamentos estão conectados em série por contatos deslizantes, podendo ser alimentado por uma fonte de corrente contínua ou alternada. É um motor elétrico de pequenas dimensões, projetado para ser utilizado em aparelhos portáteis ou de uso doméstico. PALAVRAS-CHAVE: Motor universal, Motor elétrico. Abstract: Modern society can not do without the use of electric motors increasingly demanding of electricity production which contributes to the greenhouse effect, the major cause of global warming. An application to the efficient and effective use for this energy generated depends directly on the correct engineering and application of electric motors and electric motor object of this study is preponderant in this matter by its huge application. The universal motor has its wide applicability in the implementation of operational tasks where low power (CV) is indicated. It is a single-phase motor whose windings are connected in series by sliding contacts and can be powered by a source of direct or alternating current. It is an electric motor of small, designed for use in portable devices or home use. KEYWORDS: universal motor, electric motor. 1. INTRODUÇÃO Os motores elétricos estão presentes na maioria dos equipamentos industriais, hospitalares e até no mais simples dos eletrodomésticos. Tornos, furadeiras, bombas, respiradores, máquinas de hemodiálise, de tomografia, liquidificadores, refrigeradores, fornos de micro-ondas, aparelhos leitores de CDs, máquinas de lavar roupas são apenas alguns exemplos onde são aplicados. A vida moderna não pode prescindir desta maravilhosa máquina rotativa, mas para produzir a energia elétrica que faz esses motores funcionarem, o homem interfere de várias maneiras na natureza, contribuindo para o efeito estufa, o maior causador do aquecimento global. Mais do que uma idéia que está na moda, o efeito estufa está fazendo chefes de Estado reconhecer a responsabilidade dos países mais industrializados pelos efeitos destruidores que o aumento das temperaturas tem sobre o clima do nosso planeta. O uso eficiente e eficaz da energia que chega todos os dias em nossas casas, em nossos locais de trabalho, nos hospitais e nos centros de lazer depende diretamente da correta engenharia e aplicação dos motores elétricos. Os motores universais são os mais amplamente aplicados pela indústria mundial, estando presentes em todo tipo de aplicação, desde aparelhos eletrodomésticos a motores aplicados à indústria automobilística, aeronáutica, marítima e aero espacial. 2. MOTOR UNIVERSAL É um tipo intermediário de motor aplicado para pequenas potências (até ¾CV), cujos enrolamentos de campo e de armadura estão conectados em série, podendo funcionar tanto com alimentação DC como AC pode ser representado por um circuito (FIGURA 1). FIGURA 1. ESQUEMA DE UM MOTOR UNIVERSAL Fonte: Adaptação dos autores (2016) 2.1.1. LIGAÇÃO EM AC Quando o motor universal é alimentado por corrente alternada monofásica, a variação do sentido da corrente provoca variação no campo, tanto do rotor quanto do estator (pulso) (FIGURA 2). FIGURA 2. SENTIDO DAS CORRENTES E DO CAMPO EM MOTOR UNIVERSAL LIGADO EM CA Fonte: Adaptação dos autores (2016) O sentido da corrente e o campo magnético no estator estarão sempre fluindo no mesmo sentido. Dessa forma, o conjugado continua a girar no mesmo sentido inicial, não havendo inversão do sentido de rotação. 2.1.2. LIGAÇÃO EM DC Os motores universais são semelhantes aos motores de corrente contínua com escovas, no entanto, no estator, em lugar de imãs, são utilizados enrolamentos para criar os campos magnéticos, cujos enrolamentos de campo e de armadura estão conectados em série (FIGURA 3). FIGURA 3. ESQUEMA FUNCIONAMENTO MOTOR. UNIVERSAL CC - SÉRIE Fontf: Adaptação dos autores (2016) 2.2. COMPONENTES PRINCIPAIS Tem como partes principais o rotor ou armadura (parte que gira) e o estator (parte fixa) de um motor universal (FIGURA 4). FIGURA 4. COMPONENTES PRINCIPAIS M. UNIVERSAL Fontg: Adaptação dos autores (2016) Estator: Tem a função de enrolamento visando produzir campo magnético gerador de fluxo para criar força magnetomotriz, também chamado de bobinado de campo.. Armadura: recebe corrente elétrica, também chamado de se bobinado da armadura. Comutador: responsável por alternar a corrente elétrica. Escovas: são conectores de grafite montados sobre molas visando permitir contato frequente como o comutador. Alguns cuidados terão que ser tomados na bobinagem. É necessário que o bobinado de campo seja executado sobre um núcleo formado por um pacote de placas de silício. Estas placas têm a finalidade de cortar o caminho das correntes parasitas, ou seja, as correntes elétricas que circulam no ferro, causadas pela variação do campo magnético. 2.2.1. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS O motor universal apresenta algumas características quanto à velocidade, frequência de tensão, potência e aplicação que são apresentadas a seguir. Velocidade: Como todos os motores em série, o motor universal também está sujeito a uma velocidade a vazio (sem carga) excessivamente alta. Para evitar que esta velocidade seja atingida, monta-se dentro das carcaças um conjunto de engrenagens que produz um torque resistente (opondo a rotação). Este torque evita a alta rotação em vazio e o alto valor do torque do motor em baixa velocidade. Atualmente, controla- se a velocidade instalando-se um circuito eletrônico em série com o bobinado do motor. Utiliza-se, também, uma chave para a inversão do sentido de rotação. Frequência e tensão: O motor universal é projetado para funcionar com valores de tensões variando de 250 V (volt) até 1,5 V. Os valores das frequências comerciais correspondentes variam de 60 Hz até a frequência zero. À frequência zero corresponde a uma corrente contínua. Potencia Este tipo de motor apresenta uma potência aproximada de 3/4 CV (cavalo vapor). Este valor da potência pode ser aumentado, introduzindo-se algumas mudanças no projeto do motor. Os motores universais com potências bem menores, na faixa de 1/20 CV, são aplicados em barbeadores, secadores de cabelo ou máquinas de costura. 2.2.2. APLICAÇÃO Este valor de potência permite que seja utilizado em máquinas e ferramentas portáteis além de eletrodomésticos. Incluem-se neste caso, lixadeiras, furadeiras, aspiradores de pó, liquidificadores e enceradeiras. (FIGURA 5). FIGURA 5. APLICAÇÕES PRATICAS M. UNIVERSAL Fonte: Adaptação dos autores (2016) Os motores universais apresentam conjugado de partida elevado e tendência adisparar, mas permitem variar a velocidade quando o valor da tensão de alimentação varia. Sua potência não ultrapassa a 500 W (watt) ou 0,75 CV e permite velocidade de 1.500 a 15.000 RPM. Em plena carga, chegam a atingir mais de 10.000 RPM (rotações por minuto), porém, não há perigo de o motor disparar porque ele estará sempre ligado diretamente à carga. É o tipo de motor de CA mais empregado. Por possuir elevado torque em baixa rotação, para certo valor de corrente de armadura os motores universais são adequados para acionamento, em corrente alternada, de vários eletrodomésticos (liquidificadores, aspiradores de pó, furadeiras), bem como acionamento de veículos elétricos de transporte de massa (trens, carros elétricos, metrô). 2.2.3. VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens Baixo custo de fabricação quando produzido em grandes quantidades. Podem ser construídos para qualquer velocidade de giro e é fácil conseguir grandes velocidades. A velocidade adapta-se à carga. Controle da velocidade de acordo com a necessidade da aplicação. Funcionam indistintamente com C.C. e/ou com C.A. Possui elevado torque em baixa rotação. Para regular a velocidade de giro basta com ligar um reóstato em série com o induzido. Desvantagens • Elevado nível de ruído, tanto audível quando eletromagnético, que produz interferência em circuitos eletrônicos. • Pequena vida útil (200 a 500 h) devido ao desgaste de escova e comutador. • Normalmente são constituídos para regime intermitente ou esporádico (furadeira, liquidificador, batedeira), por isso não suportam trabalho em regime contínuo. • Contêm elementos delicados que requerem uma revisão periódica; visando acompanhar os desgastes. • O contato deslizante entre agregador e escovas produz faíscas que podem perturbar o funcionamento dos receptores de rádio ou de televisão que se encontra em zona próxima ao motor. 2.2.4. FUNCIONAMENTO Para que se consiga um giro no rotor do motor precisa de um torque. Este torque (momento) é produzido por forças magnéticas desenvolvidas entre os polos magnéticos do rotor e do estator. Estas forças de atração ou de repulsão 'puxam' ou 'empurram' os polos móveis do rotor, produzindo o torque, que faz o rotor girar até atingir giro em velocidade angular constante. O torque citado é explicado pela conjunção de força que obedecem a regra da mão direita, estuada e definida por Fleming (FIGURA 6), onde a circulação de corrente nos enrolamentos do estator produz um campo magnético pulsante alinhado com o eixo do enrolamento forçando ou criando o movimento de giro. FIGURA 6. REGRA DA MÃO ESQUERDA - FLEMING Fonte: Adaptação dos autores (2016) 3. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA PROCEL. Motor Elétrico - guia básico; São Paulo: 2009. Disponível em:< http://arquivos. portaldaindustria.com.br/app/conteudo_18/2014/04/22/6281/Motor_eletrico.pdf>. Acesso em: 16 MAI 2016. Learn Engineering.org Disponível em:< https://www.youtube.com/watch?v=0PDRJKz- mqEf >,Acesso em: 16 MAI 2016. Marques B. Sérgio; Sambaqui K. Ana; Duarte Janderson; Apostila de máquinas elétricas; Instituto Federal de Santa Catarina-Campus Joinville,2013; Disponível em:< http://pt.slideshare.net/CesarSilvaCampelo/apostila-de- mquinas-eltricas-elaborado-por-professor-luiz-srgio-b-marques-ana-barbara-k-sambaqui-janderson-duarte- 1>,Acesso em: 02 MAI 2016. Batista Jose; Apostila de máquinas de corrente contínua; 2016; Disponível em:< https://pt.scribd.com/doc/306742455/CE-aula-05-Maquina-CC-pdf>, Acesso em: 25 MAI 2016.
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