O que é um rotor e estator em um motor elétrico
O que é um rotor?
O rotor, também chamado de âncora, é móvel, ou seja, uma parte rotativa de um gerador ou de motores elétricos, universalmente utilizados em equipamentos domésticos e industriais.
Se considerarmos o rotor de um motor DC ou de um comutador universal, ele consiste em vários componentes principais, a saber:
- Testemunho. É feito de muitas chapas finas de metal estampadas, isoladas umas das outras por um dielétrico especial ou apenas um filme de óxido, que conduz a corrente muito pior que o metal puro. O núcleo é retirado deles e é um "bolo de camada". Como resultado, os elétrons não têm tempo para acelerar devido à pequena espessura do metal, e o aquecimento do rotor é muito menor e a eficiência de todo o dispositivo é maior devido à redução de perdas. Esta decisão de projeto foi tomada para reduzir Correntes de Foucault Eddyinevitavelmente ocorrem durante a operação do motor devido à inversão de magnetização do núcleo. O mesmo método de lidar com eles também é usado em transformadores CA.
- Enrolamentos. Ao redor do núcleo, de maneira especial, é enrolado um fio de cobre revestido com isolamento de verniz para evitar o aparecimento de curvas em curto-circuito, que são inaceitáveis. Além disso, todo o enrolamento é impregnado com resina epóxi ou verniz para fixar os enrolamentos, para que não sejam danificados pela vibração da rotação.
- Os enrolamentos do rotor podem ser conectados ao coletor - uma unidade especial com contatos, firmemente montada no eixo. Esses contatos são chamados lamelas; são feitos de cobre ou liga para melhor transmissão da corrente elétrica. As escovas, geralmente feitas de grafite, deslizam sobre ela e, no momento certo, é fornecida corrente elétrica aos enrolamentos. Isso é chamado de contato deslizante.
- O eixo em si é uma haste de metal; nas extremidades existem assentos para rolamentos, pode ter roscas ou recessos, ranhuras para uma chave para montagem de engrenagens, polias ou outras peças acionadas por um motor elétrico.
- Um impulsor de ventilador também é colocado no eixo, para que o motor se resfrie e não precise instalar um dispositivo adicional para dissipação de calor.
Vale ressaltar que nem todo rotor possui enrolamentos, que, em essência, são um eletroímã. Em vez disso, ímãs permanentes podem ser usados, como em motores DC sem escova. Mas um motor assíncrono com um rotor de gaiola de esquilo em sua forma usual não possui enrolamentos; em vez disso, são usadas hastes de metal de gaiola de esquilo, mas mais sobre isso abaixo.
O que é um estator?
Um estator é uma parte fixa de um motor elétrico. Geralmente é combinado com o corpo do dispositivo e é uma parte cilíndrica. Também consiste em várias placas para reduzir o aquecimento devido às correntes de Foucault, sem falhas envernizadas. Nas extremidades existem assentos para rolamentos deslizantes ou rolantes.
O design é chamado de pacote estator; é pressionado na caixa de ferro fundido do dispositivo. Dentro deste cilindro, são feitas ranhuras para os enrolamentos, que, assim como para o rotor, são impregnados com compostos especiais, para que o calor seja distribuído uniformemente pelo dispositivo e os enrolamentos não sejam esfregados entre si por vibração.
Os enrolamentos do estator podem ser conectados de diferentes maneiras, dependendo da finalidade e do tipo de máquina elétrica. Para motores trifásicos, os tipos de conexão estrela e delta são aplicáveis. Eles são apresentados no diagrama:
Para fazer conexões, uma caixa de junção especial (“boro”) é fornecida na caixa do dispositivo. O início e o fim de três enrolamentos são trazidos para esta caixa e são fornecidos blocos de terminais especiais de vários modelos, dependendo da potência e do objetivo da máquina.
Existem sérias diferenças na operação dos motores com diferentes conexões dos enrolamentos. Por exemplo, quando conectado por uma estrela, o motor inicia sem problemas, mas não será possível desenvolver a potência máxima. Quando conectado por um triângulo, o motor elétrico emitirá todo o torque declarado pelo fabricante, mas as correntes de partida neste caso atingem valores altos. A rede elétrica pode simplesmente não ser projetada para essas cargas. O uso do dispositivo nesse modo é repleto de aquecimento dos fios e, em um local fraco (esses são os pontos de conexão e conectores), o fio pode queimar e causar incêndio. A principal vantagem dos motores de indução é a conveniência de alterar o sentido de rotação, basta trocar a conexão de dois enrolamentos.
Estator e rotor em motores de indução
Os motores assíncronos trifásicos têm características próprias; o rotor e o estator neles diferem daqueles usados em outros tipos de motores elétricos. Por exemplo, um rotor pode ter dois modelos: gaiola de esquilo e fase. Considere os recursos estruturais de cada um deles com mais detalhes. No entanto, para iniciantes, vamos ver brevemente como funciona um motor assíncrono.
Um campo magnético rotativo é criado no estator. Induz uma corrente induzida no rotor e, assim, coloca-a em movimento. Assim, o rotor sempre tenta "acompanhar" o campo magnético rotativo.
Também é necessário mencionar uma característica tão importante de um motor de indução como deslizamento do rotor. Esse fenômeno está na diferença entre as velocidades do rotor e o campo magnético criado pelo estator. Isso é explicado precisamente pelo fato de que a corrente é induzida no rotor somente quando se move em relação ao campo magnético. E se as velocidades de rotação fossem as mesmas, esse movimento simplesmente não teria ocorrido. Como resultado, o rotor tenta "recuperar" o campo magnético em rotação e, se isso acontecer, a corrente nos enrolamentos deixa de ser induzida e o rotor diminui a velocidade. Neste momento, a força que age sobre ele cresce, ele começa a acelerar novamente. E, assim, é obtido o efeito de estabilização da velocidade de rotação, para o qual esses motores elétricos são muito procurados.
Rotor de gaiola de esquilo
É também uma estrutura composta por placas de metal que desempenham a função de um núcleo. No entanto, em vez de um enrolamento de cobre, são instaladas hastes ou hastes que não se tocam e sofrem um curto-circuito com placas de metal nas extremidades. Nesse caso, as hastes não são perpendiculares às placas, mas são direcionadas em ângulo. Isso é feito para reduzir as pulsações do campo magnético e do momento. Assim, são obtidos curtos-circuitos, e o nome vem daqui.
Rotor de fase
A principal diferença entre um rotor de fase e um curto-circuito é a presença de um enrolamento trifásico, colocado nas ranhuras do núcleo e conectado em um coletor especial com três anéis em vez de lamelas. Esses enrolamentos são geralmente conectados por uma "estrela". Esses motores elétricos são mais trabalhosos na produção devido à complexidade do projeto, no entanto, suas correntes de partida são mais baixas do que as dos motores com rotor de gaiola de esquilo e também são mais passíveis de ajuste.
Esperamos que, depois de ler este artigo, você não tenha mais dúvidas sobre o que é um rotor e estator de um motor elétrico e qual é o seu princípio de operação. Por fim, recomendamos assistir a um vídeo em que esse problema seja claramente considerado:
Materiais relacionados:
Carregando...
