APOSTILA DE MOTORES CC (2)

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Disciplina – Materiais Elétricos
Motores CC
Prof.° Me. Fernando Fortunato
Email – fortunato@uni9.pro.br
2020
Notas de Aula
mailto:fortunato@uni9.pro.br
Objetivos da Aula
• Conhecer:
✓ Os motores CC
✓ Características dos motores CC
Máquinas Elétricas
• São máquinas eletromecânicas que trabalham com o princípio da
indução magnética, e portanto, atuam com a transformação de energia
(MATTEDE, 2020).
Figura 01 – Classificação das máquinas elétricas (MATTEDE, 2020).
Motor
• O motor é uma máquina que converte energia elétrica em energia
mecânica, tal fato, resulta na rotação de um eixo de saída que executa
trabalho (CARVALHO,2011; MULT COMERCIAL, 2019).
• O motor CC também conhecido como motor DC.
Figura 02 - Motor DC de baixa 
potência (FUENTES, 2005).
Figura 03 - Motor DC Industrial 
(FUENTES, 2005).
Consumo de Energia Elétrica
• A indústria é a responsável pela maior parte do consumo de energia
elétrica no Brasil (COSTA, 2006).
Figura 04 – Gráfico do consumo de energia elétrica no Brasil (COSTA, 2006).
Principais Consumidores Industriais
• Os motores elétricos são os maiores responsáveis pelo consumo de
energia elétrica na indústria (COSTA, 2006).
Figura 05 – Gráfico do consumo de energia elétrica na indústria (COSTA, 2006).
Alimentação do Motor CC
• O motor CC, como o próprio nome já diz, é alimentado por corrente
contínua, que pode ter origem em baterias ou fontes de alimentação CC
(MULT COMERCIAL, 2019).
• A variação de velocidade dos motores CC pode ser realizada por meio
da variação de tensão (MULT COMERCIAL, 2019).
Figura 06 - Motor DC de 3V (MULT COMERCIAL, 2019).
Aplicações dos Motores CC
• Os motores CC são versáteis e possuem diversas aplicações, algumas
destas são (COSTA 2006):
✓ Bobinadeiras;
✓ Máquinas operatrizes;
✓ Máquinas têxteis;
✓ Guinchos;
✓ Pórticos;
✓ Veículos de tração;
✓ Prensas;
✓ Elevadores;
✓ Fornos;
✓ Exaustores; 
✓ Separadores;
✓ Esteiras;
✓ E outras. Figura 07 – Exemplo de Motor CC utilizado no rolo 
tensor de alimentação de tiras (COSTA, 2006).
Aplicações dos Motores CC
• Mais algumas aplicações dos motores CC (COSTA 2006):
Figura 08 – Exemplo de Motor CC utilizado 
para laminação a frio (COSTA, 2006).
Figura 09 – Exemplo de Motor CC utilizado 
em laboratório (COSTA, 2006).
Motor CC x Motor CA
• Ambos os motores são muito utilizados, estes se assemelham em
alguns aspectos, mas, surgem diferenças como a fonte de energia que
cada um utiliza e também características construtivas, principalmente
em relação ao controle de velocidade (CARVALHO,2011; MULT
COMERCIAL, 2019).
✓ No motor CC a velocidade do eixo de saída, varia de acordo com a
intensidade da tensão aplicada (MULT COMERCIAL, 2019);
✓ No motor CA a velocidade é controlada por meio da frequência da
tensão, portanto, neste caso é necessário utilizar um inversor de
frequência (MULT COMERCIAL, 2019).
✓ O motor CA normalmente possuí um custo menor que o motor DC
(MULT COMERCIAL, 2019).
Vantagens dos Motores CC
• As vantagens dos motores CC são (MULT COMERCIAL, 2019):
✓ Alta confiabilidade;
✓ Intervalos maiores de manutenção;
✓ Se necessário é possível variar as velocidades de trabalho;
✓ Baixo ruído;
✓ Resistentes;
✓ Possuem elevado torque;
✓ Leves.
Figura 10 - Motor DC de 24V (MULT COMERCIAL, 2019).
Desvantagens dos Motores CC
• As desvantagens dos motores CC são
(MUNDO DA ELÉTRICA, 2020A):
✓ Apresenta maior manutenção,
principalmente devido ao desgaste das
escovas que ficam em contato direto
com o comutador [exceto nos motores
Brushless];
✓ Possuem maior custo e tamanho
quando comprados aos motores CA de
mesma potência;
✓ Não podem operar em ambientes
explosivos, pois existem centelhas entre
as escovas e os comutadores durante o
funcionamento do motor;
Principais Partes de um Motor CC
• As principais partes de um motor de corrente contínua são (FUENTES,
2005; MULT COMERCIAL, 2019).
✓ Carcaça;
✓ Estator;
✓ Armadura;
✓ Comutador;
✓ Escovas;
✓ Porta escovas;
✓ Mancais;
✓ Caixa de terminais;
✓ Arrefecimento.
Figura 11 - Motor CC didático (MULT COMERCIAL, 2019).
Principais Partes de um Motor CC
• Carcaça
✓ É a estrutura utilizada para abrigar e proteger os componentes
internos do motor (CARVALHO 2011).
✓ São normalmente fabricados em: ferro; aço fundido; ou aço laminado
[apresenta melhores propriedades magnéticas e resistência mecânica]
(ALMEIDA, 2004).
Figura 12 - Exemplo de carcaça de um motor CC (ALMEIDA, 2004).
Principais Partes de um Motor CC
• Estator
✓ É o componente interno estático [fixo] do motor. Tem a função de
conduzir campo magnético, que vai permitir o giro do eixo do motor
(CARVALHO 2011; FUENTES, 2005).
✓ O enrolamento do estator é chamado de enrolamento de campo
(CARVALHO 2011; FUENTES, 2005).
Figura 13 - Exemplo de estator de um motor CC (FUENTES, 2005).
Principais Partes de um Motor CC
• Armadura
✓ É um rotor bobinado, que recebe corrente contínua e produz campo
magnético, que vai resultar no movimento circular do eixo do motor
(CARVALHO, 2011).
✓ Rotor é tudo que gira ao redor de seu próprio centro, produzindo
movimento de rotação.
Figura 14 - Exemplo de Armadura de um motor CC (FUENTES, 2005).
Principais Partes de um Motor CC
• Comutador
✓ Também chamado de coletor, é o elemento responsável por garantir a
repulsão contínua entre os campos do estator e do rotor, para manter
o motor girando (CARVALHO, 2011).
✓ Garante que o sentido da corrente que circula nas bobinas da
armadura seja sempre o mesmo (CARVALHO, 2011).
Figura 15 - Exemplo de comutador de um motor CC (FUENTES, 2005).
Principais Partes de um Motor CC
• Escovas
✓ São os elementos responsáveis pelo contato elétrico entre a parte fixa
e a parte girante do motor (CARVALHO, 2011).
✓ As escovas de motores são fabricadas de liga de carbono. Durante o
seu funcionamento, sofrem atrito direto com o comutador, por isso, se
desgastam e precisam ser substituídas (CARVALHO, 2011).
Figura 16 - Exemplo de escova de 
um motor CC (ALMEIDA, 2004).
Figura 17 – Diferentes tipos de 
escovas (ALMEIDA, 2004).
Principais Partes de um Motor CC
• Porta Escovas
✓ São dispositivos mecânicos utilizados para abrigar e fixar as escovas
na posição adequada em relação ao comutador, com a pressão
correta (ALMEIDA, 2004).
Figura 18 - Exemplo de porta escovas 
de um motor CC (Adaptado de 
ALMEIDA, 2004).
Figura 19 – Conjunto formado por escovas, 
porta escovas, braço de um motor CC 
(ALMEIDA, 2004).
Principais Partes de um Motor CC
• Mancais
✓ São elementos mecânicos
destinados a fixar eixos, para
que estes tenham liberdade de
rotacionar ao redor de seu
próprio centro (ALMEIDA,
2004).
✓ Em máquinas de pequeno porte
são utilizados rolamentos de
esferas ou de rolos cilíndricos
(ALMEIDA, 2004).
✓ Para cargas de níveis elevados
e presença de impactos
utilizam-se mancais de
deslizamento [buchas radiais]
(ALMEIDA, 2004).
Figura 20 – Rolamento em um 
motor CC (ALMEIDA, 2004).
Figura 21 – Mancal de deslizamento 
(ALMEIDA, 2004).
Principais Partes de um Motor CC
• Caixa de Terminais
✓ A caixa de terminais é inserida na carcaça dos motores para que seja
feita a ligação elétrica. É composta por placa de bornes, parafusos e
tampa (ALMEIDA, 2004).
Figura 22 - Exemplo de Caixa de terminais (ALMEIDA, 2004).
Principais Partes de um Motor CC
• Arrefecimento
✓ É o sistema responsável por manter a temperatura do motor, dentro
de valores considerados “aceitáveis”, ou seja, os que não prejudiquem
o funcionamento ou desempenho do motor (CARVALHO, 2011).
Figura 23 - Exemplos de elementos utilizados no arrefecimento de um motor CC (ALMEIDA, 
2004).
Funcionamento de um Motor CC
• Tensão Induzida
✓ Michael Faraday descobriu que é possível obter eletricidade a partir
do magnetismo (ALMEIDA,2004; CARVALHO, 2011).
Figura 24 – Indução de tensão em uma bobina (ALMEIDA, 2004).
Funcionamento de um Motor CC
• Força de Lorentz
✓ Hendrik Antoon Lorentz descobriu que“toda carga elétrica imersa num
campo e dotada de velocidade, de direção não coincidente com a
direção do campo, fica sujeita a uma força de origem eletromagnética”
(ALMEIDA,2004).
✓ Regra da mão esquerda!
Figura 25 – Regra da mão esquerda – Força agindo sobre o condutor (ALMEIDA, 2004).
Funcionamento de um Motor CC
• Uma espira com dois anéis coletores, é imersa em um campo magnético
entre os pólos norte e sul, e alimentada por uma fonte DC
(ALMEIDA,2004).
• A corrente circula pelos dois lados da espira, isso gera uma força de
origem eletromagnética [força de Lorentz] em cada espira, com sentidos
contrários (ALMEIDA,2004).
Figura 26 – Esquema básico de 
funcionamento de um motor DC 
(ALMEIDA, 2004).
Figura 27 – Força eletromagnética 
(ALMEIDA, 2004).
Funcionamento de um Motor CC
• Sequencia de passos!
✓ Trabalho de rotação contínua.
Figura 28 – Sequencia de passos do funcionamento de um motor DC (ALMEIDA, 2004).
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Funcionamento de um Motor CC
• Funcionamento e características de um motor CC (ENG EASIER, 2017).
https://www.youtube.com/watch?v=5s07bQcpEnA
Classificação dos Motores CC
• Os motores CC podem ser classificados de acordo com o tipo de ligação
do enrolamento de campo em relação aos da armadura
(ALMEIDA,2004; CARVALHO, 2011)
• Portanto, podem ser classificados como (FUENTES, 2005):
✓ Excitação em série;
✓ Excitação em paralelo;
✓ Excitação composta;
✓ Excitação independente.
Motor CC – Excitação em Série 
• As bobinas ficam ligadas em série com os enrolamentos da armadura,
normalmente são formadas por poucas espiras de fio grosso, isso
assegura um alto conjugado de partida (FUENTES, 2005):
• Algumas aplicações: bondes, trens elétricos ; ônibus; e outros.
Figura 29 – Motor com excitação em série (FUENTES, 2005).
Motor CC – Excitação em Paralelo 
• O motor com excitação em paralelo também é conhecido como “Shunt”
(CARVALHO, 2011).
• Neste tipo de ligação as bobinas ficam em paralelo com o enrolamento
da armadura, e são fabricadas com um número grande de espiras de fio
fino (FUENTES, 2005).
• Apresenta velocidade constante mesmo com a variação de carga
(FUENTES, 2005).
Figura 30 – Motor com excitação em paralelo (FUENTES, 2005).
Motor CC – Excitação Composta
• O motor com excitação composta [série e paralelo] também é conhecido
como “Compound” (CARVALHO, 2011).
• Neste tipo de excitação do motor, consegue-se a ótima regulação de
velocidade do motor shunt, com o também ótimo torque de partida do
motor em série (CARVALHO, 2011).
• Apresenta alto torque na partida, sem disparos de velocidade com ou
sem cargas (CARVALHO, 2011).
Figura 31 – Motor com excitação composta (FUENTES, 2005).
Motor CC – Excitação Independente
• O motor com excitação independente as bobinas apresentam
comportamento similar as do motor shunt , porem, são alimentadas por
fontes de tensão DC independentes, isso pode gerar mais estratégias de
controle de velocidade dos motores CC (FUENTES, 2005).
Figura 32 – Motor com excitação independente (FUENTES, 2005).
Classificação – Com Escovas ou Sem Escovas
• Nos motores CC existem diferenças na estratégia de comutação, isto é,
em relação ao dispositivo empregado no contato elétrico com o
comutador, portanto, também pode-se classificar os motores CC como
(SILVEIRA, 2018):
✓ Motores com escovas;
✓ Motores sem escovas.
Figura 33 – Motor CC didático (SILVEIRA, 2018).
Motores CC – Com Escovas
• Também conhecidos como motores escovados, os motores com
escovas são aqueles em que, as escovas entram em contato direto com
o comutador para alimentar o rotor (MULT COMERCIAL, 2019).
• São considerados mais simples e apresentam menor custo.
• Necessitam de manutenção constante, pois, as escovas precisam ser
substituídas quando desgastadas (MULT COMERCIAL, 2019).
Figura 34 – Rotor com comutador e suas escovas (MULT COMERCIAL, 2019).
Motores CC – Com Escovas
• Exemplo de aplicação dos motores com escovas. Motor de partida,
também chamado de motor de arranque (AUTOELÉTRICA FILADELFIA,
2020).
Figura 35 – Principais partes de um motor de partida (AUTOELÉTRICA FILADELFIA, 2020).
Motores CC – Sem Escovas
• Nos motores sem escova, também conhecidos como “Brushless”, não
existem escovas, para substituí-las são utilizados ímãs permanentes
(MULT COMERCIAL, 2019).
• Esta estratégia de construção, permite um funcionamento mais potente,
silencioso, e veloz (MULT COMERCIAL, 2019).
• Requer menos manutenção, porém, seu custo de produção é maior
quando comparado ao motor com escovas (ELECTRICAL ELIBRARY,
2017).
Figura 36 – Rotor com comutador e suas escovas (ELECTRICAL ELIBRARY, 2017).
Motores CC – Sem Escovas
• Exemplo de aplicação dos motores sem escovas. Sistema de
arrefecimento, ventilação e HVAC [Heating, Ventilating and Air
Conditioning, que em português foi traduzida para: AVAC – Aquecimento,
Ventilação e Ar Condicionado] (SPAL AUTOMOTIVE, 2020).
Figura 37 – Exemplo de aplicação dos motores sem escovas (SPAL AUTOMOTIVE, 2020).
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, A. T. L. Motores Elétricos. ECA34 – Máquinas elétricas para automação. Edição
Preliminar. FEI Itajubá, 2004.
AUTOELÉTRICA FILADÉLFIA. Manutenção e Venda de Motores de Partida ou Arranque. In: Site –
Auto Elétrica Filadélfia. 2020. Disponível em: <https://www.autoeletricafiladelfia.com.br/auto-
eletrica-bh/conserto-reparo-manutencao-motor-partida-arranque.html>. Acesso em: 22 abr. 2020.
CARVALHO, G. Máquinas elétricas – Teoria e ensaios. 4ª Edição. São Paulo: Érica, 2011.
COSTA, C. Motor de Corrente Contínua (2ª Parte). Notas de aula da disciplina N5CV1. 2006.
Disponível em:
<http://professorcesarcosta.com.br/upload/imagens_upload/2.a%20Aula_N5CV1_Transformadores
%20Monof%C3%A1sicos.ppt>. Acesso em: 04 abr. 2019.
ELECTRICAL ELIBRARY. Motor brushless. In: Site – ELECTRICAL ELIBRARY. 2017. Disponível
em: <http://www.electricalelibrary.com/2017/10/10/motor-brushless/>. Acesso em: 15 abr. 2020.
ENG EASIER. Motor CC - Como Funciona. In: Youtube – ENG EASIER. 2017. Disponível em:
<https://www.youtube.com/watch?v=5s07bQcpEnA>. Acesso em: 18 abr. 2020.
FUENTES, R. C. Apostila de Automação Industrial. In: Universidade Federal de Santa Maria. Curso
de Eletrotécnica. 2005. Disponível em: <http://w3.ufsm.br/fuentes/index_arquivos/CA05.pdf>.
Acesso em: 15 abr. 2020.
REFERÊNCIAS
MATTEDE, H. O que são máquinas elétricas?. In: Site – Mundo da Elétrica. 2020. Disponível em:
<https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-sao-maquinas-eletricas/>. Acesso em: 16 abr. 2020.
MULT COMERCIAL. Motor de corrente contínua: o que é e como funciona?. In: Blog – Mult
Comercial. 2019. Disponível em: <https://blog.multcomercial.com.br/motor-de-corrente-continua-o-
que-e-como-funciona/>. Acesso em: 15 abr. 2020.
MUNDO DA ELÉTRICA. Motor de corrente contínua, características e aplicações!. In: Site –
Mundo da Elétrica. 2020A. Disponível em: <https://www.mundodaeletrica.com.br/motor-de-
corrente-continua-caracteristicas-e-aplicacoes/>. Acesso em: 17 abr. 2020.
PESTANA, L. Máquinas elétricas I - Generalidades. In: ISPV – Escola Superior de Tecnologia de
Viseu. 2008. Disponível em:
<http://www.estgv.ipv.pt/PaginasPessoais/lpestana/m%C3%A1quinas%20el%C3%A9ctricas%201/2
007-2008/aulas%20te%C3%B3ricas/aulas%20M%C3%A1quinas%20CC%202008.pdf>. Acesso
em: 16 abr. 2020.
SILVEIRA, C. B. Motor CC: Saiba como Funciona e de que forma Especificar. In: Site –
Citisystems. 2018. Disponível em: <https://www.citisystems.com.br/motor-cc/>. Acesso em: 16 abr.
2020.
SPAL AUTOMOTIVE. Aplicações. In: Site – SPAL AUTOMOTIVE. 2020. Disponível em:
<http://www.spalbrasil.com.br/?pagina=aplicacoes>. Acesso em: 16 abr. 2020.