Motor de Corrente Alternada / Motor AC – Teoria (máquinas eléctricas 6/…)

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Com correntes alternadas, podemos inverter o sentido dos campos sem ter de usar escovas. Isto é bom, porque assim podemos evitar as faíscas, a produção de ozono e as perdas óhmicas devidas às escovas. Além disso, devido ao facto de as escovas fazerem contacto entre as superfícies em movimento, desgastam-se rapidamente.
A primeira coisa a fazer num motor AC é criar um campo girante. A AC normal das tomadas é uma corrente alternada de uma única fase – é uma diferença de potencial eléctrico sinusoidal gerada entre dois únicos fios – o activo/fase e o neutro. (Note que o fio de terra não conduz qualquer corrente excepto quando há alguma falha no circuito). Com uma AC monofásica, podemos criar um campo girante gerando duas correntes desfasadas usando por exemplo um condensador. No exemplo mostrado, as duas correntes estão desfasadas de 90º, sendo o componente vertical do campo magnético sinusoidal, enquanto a componente horizontal é cosinusoidal, como mostrado. Isto dá-nos um campo girante de sentido contrário aos ponteiros do relógio.
Foi-me pedido para explicar isto: da teoria AC, nem as bobinas nem os condensadores têm a tensão em fase com a corrente. Num condensador, a tensão é máxima quando a carga deixou de fluir para o condensador, e está a começar a fluir para fora do condensador. Assim, a tensão eléctrica está atrasada em relação à corrente. Numa bobina pura, a tensão eléctrica é maior quando a corrente está a mudar mais rapidamente, que é também quando a corrente é zero. A queda de tensão está em avanço em relação à corrente. Nas bobinas dos motores, o ângulo de fase é menor que 90º, porque a energia eléctrica está a ser transformada em energia mecânica.

Nesta animação, os gráficos mostram a variação das correntes nas bobinas vertical e horizontal no tempo. O traçado dos componentes do campo Bx e By, mostram que o vector soma destes dois campos é um campo girante. A figura principal mostra o campo girante. Também mostra a polaridade dos ímanes: como anteriormente, o azul representa o pólo Norte e o vermelho o pólo Sul.
Se colocarmos um íman permanente nesta área do campo girante, ou se pusermos uma bobina cuja corrente seja sempre no mesmo sentido, então obtemos um motor síncrono.
Sob uma vasta gama de condições, o motor rodará à velocidade do campo magnético. Se tivermos vários estatores, em vez de apenas os dois pares que aqui mostramos, então podemos considerá-lo como um motor passo-a-passo: cada impulso movimenta o rotor até ao par seguinte dos pólos actuados. Lembre-se do aviso acerca da geometria idealizada: os motores passo-a-passo reais têm dezenas de pólos e geometrias um bocado complexas.

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6 comentários

1 Eladio { 04.01.12 at 1:44 }: Olá,moderador
gostei do artigo gostaria que enviasse para mim paivaeladio@hotmail.com pois sou estudante de mecatronica
2 admin { 04.02.12 at 13:07 }: @eladio: já enviei as duas animações por email.
3 Eduardo { 10.03.12 at 1:32 }: Boa noite mderador. Tudo bem?
Parabéns. Muito boa a explicação.
Seria possível enviar-me as animações? Gostaria de mostrar a meus parceiros do grupo de estudo de mecatronica.
Muito obrigado!
4 admin { 10.04.12 at 14:26 }: @eduardo: já enviei!
5 Luiz { 11.15.12 at 23:33 }: Oi moderador,gostaria das animações para um trabalho que prescizo realizar, poderia por favor me ajudar enviando elas para o meu i-mail ?! Desde Já muito Obrigado.
6 admin { 11.17.12 at 15:28 }: @Luiz: já enviei!