Motores Lineares – Teoria (máquinas eléctricas 8/…)
Motores Lineares
Podemos usar um conjunto de bobinas para criar um campo magnético transversal, em vez de girante. O par de bobinas da animação abaixo são empurradas, da esquerda para a direita, de forma que a região do campo magnético movimenta-se da esquerda para a direita. Um electroíman permanente tenderá a seguir o campo, assim como uma placa de material condutor, porque o turbilhão de correntes induzidas nela (não mostradas na animação) abrangem o electroíman.
Como alternativa, podemos dizer que, da Lei de Faraday, é sempre induzida uma f.e.m. na placa de metal que se opõe a qualquer mudança no fluxo magnético, e as forças nas correntes criadas por esta f.e.m. mantém o fluxo na placa aproximadamente constante.
Em alternativa, podemos ter conjuntos de bobinas alimentadas na parte móvel, e induzir correntes de turbilhão no trilho. Ambos os casos nos dão um motor linear, que poderá ser útil, digamos, em comboios levitados magneticamente. (Na animação, a geometria é, como habitual, muito idealizada, e apenas uma corrente de turbilhão é mostrada.
Novembro 18, 2010 Não há comentários
Motores AC de Indução Trifásicos – Teoria (máquinas eléctricas 7/…)
Motores Trifásicos de Indução AC
Os motores monofásicos são usados nas aplicações domésticas para utilizações de baixa potência, mas apresentam algumas limitações. Uma é que desligam 100 vezes por segundo (nós não notamos que as lâmpadas fluorescentes piscam a esta velocidade porque os nossos olhos são demasiado lentos: até mesmo 25 imagens por segundo na TV é suficientemente rápido para nos dar a sensação de continuidade do movimento); A segunda é que torna-se incómodo produzir campos magnéticos girantes. Por estas razões, alguns electrodomésticos de mais elevada potência (alguns kW) podem precisar de uma instalação eléctrica trifásica. As aplicações industriais, essas, usam a corrente trifásica extensivamente, e o motor de indução trifásico é um “cavalo de trabalho” para aplicações de alta potência. Os três fios (não contando com o fio de terra) apresentam três diferenças de potencial que estão desfasadas entre si de 120º, como é mostrado na animação seguinte. Assim, três estatores dão-nos um campo girante muito mais suave.
Novembro 11, 2010 Não há comentários
Motor de Corrente Alternada / Motor AC – Teoria (máquinas eléctricas 6/…)
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.
Novembro 4, 2010 6 Comentários
