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Alguma notas acerca de motores AC e DC para potências elevadas – Teoria (máquinas eléctricas 9/…)

Alguma notas acerca de motores AC e DC para potências elevadas

Os motores AC são utilizados nas aplicações de potência elevada, sempre que possível. Os motores trifásicos de indução AC são largamente utilizados nas aplicações de elevada potência, incluindo a indústria pesada. Contudo, tais motores são imprestáveis se não estivar disponível por perto a tensão trifásica. Um exemplo desta situação são os comboios eléctricos: é mais fácil construir linhas de alimentação e pantógrafos se apenas precisarmos de um condutor activo, o que nos conduz, habitualmente, à corrente contínua (DC), e muitos dos motores de comboios são DC. Contudo, devido Às desvantagens da DC para potências elevadas, alguns dos comboios mais modernos convertem a DC em AC, que depois alimenta motores trifásicos.
Os motores de indução monofásicos apresentam problemas nas aplicações que combinam potências elevadas e condições flexíveis de carga. O problema reside na produção do campo girante. Pode-se usar um condensador para levar a corrente a um conjunto de bobinas, mas os condensadores de alto valor e alta tensão, são caros. Em vez disso usa-se então pólos sombreados, mas aqui o torque é menor para certos ângulos. Se não pudermos produzir um campo girante suave, e se a carga escorregar bem por trás do campo, então o torque cai ou até se inverte.
As ferramentas de potência e alguns electrodomésticos utilizam motores AC com escovas. As escovas introduzem perdas (além de arco eléctrico/faíscas e produção de ozono). A polaridade dos estatores é invertida 100 vezes por segundo. Mesmo que o material do núcleo seja escolhido de forma a minimizar as perdas por histerese (‘perdas no ferro’) isto contribui para a ineficiência, e para a possibilidade de sobreaquecimento. Estes motores podem ser chamados de motores ‘universais’ porque podem operar em DC. Esta solução é barata, mas rude e ineficiente. Para aplicações de baixa potência, como ferramentas eléctricas, a ineficiência não é, em geral, muito importante economicamente.
Se tivermos disponível apenas uma tensão alternada monofásica, podemos rectificá-la e usar um motor DC. Utilizam-se pois rectificadores de corrente elevada, que são caros, mas cujo preço tem vindo a baixar muito, pelo que, cada vez são mais usados. Se estiver confiante que percebeu os princípios, é tempo de ir estudar “Como funcionam os motores eléctricos reais”. Ou então continue a leitura dos artigos seguintes, que versam os altifalantes e os transformadores.

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