Motores elétricos final

Prévia do material em texto

Motores elétricos 
 Centro Universitário Leonardo da Vinci - UNIASSELVI 
 
 Alunos: Tiago de Albuquerque da Fonseca
 Tarcio Diego Silva da Silva
 Tutora: Carolina Oliveira
 Curso: Engenharia de Produção (ENG)
 Turma: ENG0194
	
RESUMO
 O presente trabalho desenvolve uma pesquisa sobre o motor elétrico de corrente contínua, visando mostrar sua história, seu principio de funcionamento, sua aplicação e importância em nossas vidas, seu dimensionamento, as condições ambientais e sua placa de identificação, bem como as vantagens e desvantagens quanto a sua utilização.Este trabalho também desenvolve a construção de um motor elétrico de corrente contínua, evidenciando através de registro fotográfico.
Palavras-chave: Motor. Eletricidade. Mecânica.
1. INTRODUÇÃO
 Atualmente, com todo o avanço tecnológico que a humanidade atingiu, fica difícil imaginar nossas vidas sem a presença do motor elétrico, visto que ele está presente nas empresas,indústrias e até mesmo em nossos lares.
 A história do motor elétrico se inicia em 1663 quando o alemão Otto Guerick construiu a primeira máquina eletrostática, que mais tarde, em 1774 seria aperfeiçoada pelo suíço Martin Planta. Em 1786, Aloisio Galvani tocou com um bisturi em coxas de rãs penduradas numa grade de ferro e percebeu que as mesmas apresentaram uma contração que ele chamou de eletricidade animal. Já Alessandro Volta, por sua vez, descobriu que entre dois metais diferentes, imersos em liquido condutor, surgia uma tensão elétrica. Em 1799, ele criou uma fonte de energia que chamou“coluna de Volta”, capaz de fornecer energia elétrica.
 Em 1820, ao verificar por acaso que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando passava perto de um condutor de energia elétrica, fez dessa descoberta o primeiro grande passo para o desenvolvimento do motor elétrico.
 Com base nesses e outros estudos, o físico e matemático André-Marie Ampére construiu o primeiro eletroímã. E, em 1831, o inglês Michael Faraday desenvolveu a indução eletromagnética.
 Foi, porém, só em 1832 que o Alemão Moritz Hermann Von Jacobi criou um motor elétrico, com o uso de baterias, aplicando-o a um bote, comprovando assim que o motor era capaz de transformar a energia elétrica em energia mecânica.Dali em diante houve mais avanços até chegarmos ao motor elétrico que conhecemosnos dias de hoje.
 De acordo com a Procel Indústria (2009), o motor CC como é comumente conhecido, é composto por:
* Uma armadura ou induzido (rotor)
* Um indutor ou campo (bobina)
* Uma carcaça
* Um conjunto de escovas
 
2. O Motor elétrico :
 Em máquinas elétricas, motor elétrico ou atuador elétrico é qualquer dispositivo que transforma 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.
2.1 TIPOS DE MOTORES :
 De acordo com o tipo de fonte de alimentação os motores podem ser divididos em: 
 • Motores de Corrente Alternada (AC): são os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Estima-se que 90% dos motores fabricados são motores de indução de gaiola.
 • Motores de Corrente Contínua (DC): conhecidos por seu controle preciso de velocidade. São motores de custo mais elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. 
 • Motores universais: esse motor pode funcionar tanto com alimentação DC como AC. Um verdadeiro motor elétrico DC não aceita alimentação AC (essa inverte o sentido da corrente a cada meio ciclo e isso apenas causaria trepidações); do mesmo modo, um verdadeiro motor AC (como veremos) não aceita alimentação DC (essa não oferecerá as convenientes alterações do sentido da corrente para o correto funcio namento do motor).
2.2 COMO FUNCIONAM OS MOTORES ELÉTRICOS:
 
 Os motores elétricos usam as forças de atração e repulsão que ocorrem entre dois campos magnéticos para fazer girar um eixo, ou seja, transformam energia eletromagnética, em energia mecânica. Este é o princípio básico de qualquer motor elétrico, seja de qual tipo for.
 Ex; Funcionamento de um motor de corrente continua simples 
 Quando a bobina é alimentada, um campo magnético é gerado em torno do rotor. O lado esquerdo do rotor é empurrado para fora do imã esquerdo e atraído para a direita, causando rotação.
 O rotor continua a girar.
 Quando o rotor fica horizontalmente alinhado, o torque torna-se zero. Neste ponto, o comutador inverte a direção da corrente através da bobina, invertendo o campo magnético.
 Um motor de corrente contínua, ou simplesmente um motor contínuo, é uma máquinaelétrica rotativa que transforma a energia elétrica na forma de corrente contínua em energiamecânica por meio de interações eletromagnéticas.
 Segundo FRANCHI (2008) “Um motor elétrico pode ser conceituado como uma máquina designada a realizar uma transformação de energia elétrica em mecânica. É utilizado em diversos tipos de motores, tendo em vista que combinam as vantagens da energia elétrica com base em uma construção simples, de grande versatilidade e adaptação de cargas e rendimentos.”
 Ele baseia-se no princípio de reação de um condutor, quando este é colocado numcampo magnético fixo, quando percorrido por uma corrente elétrica. Essa interação entre o campo magnético fixo e o campo magnético que circula no condutor gera uma força. E essa força expulsa o condutor para fora do campo magnético fixo, produzindo assim o movimento, ou seja, a força mecânica.
 De acordo com BRASILO FILHO (2010) “Nos motores de corrente contínua, a parte fixa éformada por imãs, e a parte móvel por um conjunto de bobinas. Quando a corrente elétrica atravessa a bobina, o campo magnético gerado nos fios se opõe ou é atraído, dependendo da posição da bobina, ao campo magnético do imã, movimentando o rotor.”
 Segundo Braga (2013), os motores de corrente contínua (CC) são dispositivos que operam aproveitando as forças de atração e repulsão geradas por eletroímãs e ímãs permanentes, ou seja, um motor elétrico usa ímãs para criar movimento de rotação.
 Enfim, quando a corrente elétrica passa através da bobina e do campo eletromagnético do imã, é gerada uma força magnética que produz o torque, fazendo o motor de corrente continua girar.
2.3 APLICAÇÃO
 Os motores elétricos de corrente contínua são especialmente adequados para certas aplicações. Na indústria, é utilizado em diversas máquinas e equipamentos. Nas empresas,costumam ser utilizados nas impressoras e picotadoras de papel. São também muito utilizados nacriação de brinquedos.Já nos lares são usados em aparelhos como liquidificadores, refrigeradores, micro-ondase máquinas de lavar. Esses motores oferecem controle de velocidade efetivo e alto torque de partida.
 Outra vantagem significativa deles é a facilidade de inverter a rotação de grandesmotores com altas cargas, ao mesmo tempo em que é capaz de agir reversivelmente, retornandoenergia para a linha durante os tempos de frenagem e redução de velocidade.Por fim, no aspecto físico eles são geralmente muito pequenos, causando pouca poluição no meio ambiente.
 2.4 Vantagens dos Motores CC X Desvantagens :
 Operação em 4 quadrantes com custos relativamente mais baixos -
 Ciclo contínuo mesmo em baixas rotações - 
 Alto torque na partida e em baixas rotações -
 Ampla variação de velocidade- 
 Facilidade de controlar a velocidade 
 Os conversores CA/CC requerem menos espaço - 
 Confiabilidade 
 Flexibilidade (vários tipos de excitação) -
 Relativa simplicidade dos moderno s conversores CA/CC 
 Desvantagens:
 Os motores CC são maiores e mais caros que os motores de indução para uma mesma potência - 
 Maior necessidade de man utenção (devido aos comutadores) 
 Arcos e faíscas devido a comu tação de corrente por elemento mecânico (não pode se aplicado em ambie ntes perigosos) - 
 Tensão entre lâminas não pode exceder 20V (motores CA podem ser alimentados com milhares de volts) - Necessidade de medidas especiais de partida, mesmo em máquinas pequenas. 
2.5 PLACA DE IDENTIFICAÇÂO DO MOTOR 
 A placa de identificação de um motor constitui-se num importante item, uma vez queela fornece informações muito uteis sobre o mesmo.
 Figura 1 – Placa de Identificação
 Fonte: www.eletrotecnicamoderna.com
1 – Marca do Fabricante (WEG)
2 – Indica o tipo de motor (Motor de Indução Gaiola)
3 – Indica a frequência do motor elétrico (Hz)
4 – Indica a categoria do motor elétrico (CAT N)
5 – Indica a potência do motor elétrico (HP-cv)
6 – Indica o número de rotação por minuto (RPM)
7 – Indica o fator de serviço da carga nominal (FS S)
8 – Indica a classe de isolamento da bobina do motor (ISOL)
9 – Indica o grau de proteção do motor contra corpos estranhos (IP55)
10 – Indica as tensões nominais as quais o motor pode ser ligado (V)
11 – Indica o regime de trabalho do motor (REG DUTY)
12 – Indica a temperatura máxima ambiente de trabalho do motor (MAX AMB)
13 – Indica a altura máxima de trabalho do motor (ALT)
14 – Indica o numero do rolamento (6205ZZ – 6204ZZ)
15 – Indica o peso do motor (Kg)
16 – Indica o rendimento do motor e o fator de potência (85.5% - 0,87)
3. MATERIAIS E MÉTODOS
 Com base nos dados que pesquisamos montamos o motor elétrico utilizando os matérias descritos na tabela abaixo.
	 Material
	 Quantidade
	Tamanho
	Fio de cobre
	2 pçs
	15cm
	Madeira
	01 pçs
	15x15
	Fio/ cobre
	01pçs
	100cm
	Pilha
	01 pçs
	C
	Imã
	01 pçs
	25x10mm
	Cobre rígido
	02 pçs
	10 cm
	Fita isolante
	01
	20 cm
	Parafusos
	02
	10cm
Montagem :
 
 
 
· Enrole os 100 cm de fio de cobre numa base circula dica pode ser um desodorante dê umas 10 voltas deixando duas hastes de 2cm para suporte.
· Na base de madeira cole com cola quente o imã na ponta da madeira como mostra a imagem acima após secar a cola parafuse dois parafusos do lado do imã de forma que eles fiquem na mesma direção do centro do imã
· Agora você deve dobrar a ponta da haste de cobre rígido de modo com que fique um circulo, solde as hastes nos parafusos.
 
· O próximo passo e colocar o circulo de fio cobre nas hastes de cobre rígido e ligar dois cabos na base de cada haste 
· Por fim na outra ponta da madeira cole a sua pilha de 1,5v que será sua fonte de energia e ligue os cabos no positivo e negativo da pilha gerando um pequeno circuito, agora e só da a partida com pequenos giros no rolo de fios de cobre .
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Após a pesquisa bibliográfica sobre o funcionamento e utilidade deste mecanismo, partiu-se para a construção do protótipo do motor elétrico de corrente contínua, através do material sugerido. A tarefa de construção mostrou-se relativamente simples de ser realizada,dada a facilidade de sua montagem. Após a montagem da estrutura básica do motor de corrente continua, partiu-se para o teste prático.
 No iniciou nós pensamos em utilizar uma bateria de 9V,pórem não houve sucesso no funcionamento do motor. Foi necessário fazer a troca da bateria de 9V por 1 pilha do tamanho C média com 1,5 V. E após alguns ajustes do imã, foi encontrada a posição correta e finalmente conseguiu-se o resultado esperado, ou seja, o funcionamento do motor de corrente continua.
 
5. CONCLUSÃO
 A construção do motor elétrico de corrente contínua, utilizando princípios básicos de engenharia, somado ao teste prático realizado, demonstrou que o mesmo está perfeitamente alinhado com as informações teóricas obtidas através da pesquisa bibliográfica.
 Percebemos no teste prático realizado de acordo com o proposto no projeto e confirmou a praticidade do uso do mecanismo, bem como seu perfeito funcionamento.Sua funcionalidade e durabilidade, frente ao custo benefício fazem deste mecanismo uma das maiores invenções de todos os tempos, sendo utilizado em vários segmentos.
 Então podemos concluir sua importância na história é tamanha, que mesmo tendo se passado mais de um século desde sua invenção, este mecanismo segue sendo aperfeiçoado e utilizado até os dias de hoje.
 Se analisarmos o desenvolvimento das máquinas elétricas através da história e avaliarmos o seu atual estágio tecnológico, temos a sensação de que 50 não há muita coisa a fazer. Mas também sabemos que o desenvolvimento, uma vez desencadeado, ele não pára.
REFERÊNCIAS
A história do motor elétrico que você precisa conhecer. Museuweg, 2018. Disponível em:
< https://museuweg.net/blog/a-historia-do-motor-eletrico/> Acesso em 15 de agosto de 2020.
SILVEIRA, Cristiano Bertulucci. Motor CC: Saiba como funciona e como especificar
.Citisystens [S.d]. Disponível em: <https://www.citisystems.com.br/motor-cc/> Acesso em 21 de agosto de 2020.
SANTOS, Marco Aurélio da Silva. " Eletricidade: Acionamento de Motores Elétricos "; Brasil Escola . Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/eletricidade-acionamento-motores-eletricos.htm>. Acesso em 07 de setembro de 2020.
Placa de Identificação de Motores Elétricos. Robertdicasdetecnologia,2018. Disponível em: <https://www.robertdicastecnologia.com.br/2014/08/placa-de-identificacao-de-motores> Acesso em 11 de setembro de 2020.