Atuador elétrico - Histórico de revisões

Calimero0000: Redirecionamento para Motor elétrico

2018-07-01T00:31:38Z

Calimero0000: /* Motores de corrente alternada */

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Motores de corrente alternada

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	A classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos do assunto:		A classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos do assunto:

	* Motores CC (corrente contínua)		* [[Máquina de corrente contínua\|Motores CC (corrente contínua)]]
	** Ímã Permanente com ou sem ~~escova~~ (motor CC brushless)		** [[Motor de passo#Ímã Permanente]] com ou [[Motor de corrente contínua sem escovas\|sem escovas]] (motor CC brushless)
	** Série		** Série
	*** Universal		*** [[Motor monofásico\|Universal]]
	** Shunt ou paralelo		** [[Motor elétrico\|Shunt ou paralelo]]
	** Composto(Composição de shunt e paralelo)		** Composto(Composição de shunt e paralelo)
	* Motores CA (corrente alternada)		* [[Motor de corrente alternada\|Motores CA (corrente alternada)]]
	** Assíncrono (de indução)		** [[Motor assíncrono\|Assíncrono (de indução)]]
	*** Polifásico		*** [[Sistema polifásico\|Polifásico]]
			**** [[Gerador elétrico\|Rotor gaiola ou em curto-circuito]]
			**** [[Gerador elétrico\|Rotor enrolado ou bobinado]]
			*** [[Motor monofásico\|Monofásico]]
	**** Rotor gaiola ou em curto-circuito		**** Rotor gaiola ou em curto-circuito
	**** Rotor enrolado ou bobinado		***** [[Eletricidade#Potência elétrica\|Fase dividida]]
	*** Monofásico		***** [[Motor de corrente alternada#Capacitor de partida\|Capacitor de partida]]
	**** Rotor gaiola ou em curto-circuito
	***** Fase dividida
	***** Capacitor de partida
	***** Capacitor permanente		***** Capacitor permanente
	***** Polos Sombreados		***** Polos Sombreados
	***** Dois capacitores		***** Dois capacitores
	**** Rotor enrolado ou bobinado		**** Rotor enrolado ou bobinado
	***** Repulsão		***** [[Repulsão elétrica\|Repulsão]]
	***** Repulsão de partida		***** Repulsão de partida
	** Síncrono		** [[Gerador Síncrono\|Síncrono]]
	*** Polifásico		*** [[Sistema polifásico\|Polifásico]]
	*** Monofásico		*** [[Motor monofásico\|Monofásico]]
	**** Ímã permanente		**** [[Motor de corrente contínua sem escovas#Aplicações\|Ímã permanente]]
	**** Histerese		**** [[Histerese]]
	**** Relutância		**** [[Relutância magnética \|Relutância]]
	**** De passo		**** [[Motor de passo\|De passo]]
	***** Ímã Permanente		***** [[Motor de passo#Ímã permanente\|Ímã Permanente]]
	***** Relutância variável		***** [[Relutância magnética\|Relutância variável]]
	***** Híbrido		***** [[Conversor estático\|Híbrido]]

	Isto é uma pequena amostra da enorme quantidade de motores elétricos que existem. Um estudo profundo seria necessário para conhecer todos eles.		Isto é uma pequena amostra da enorme quantidade de motores elétricos que existem. Um estudo profundo seria necessário para conhecer todos eles.

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Motores de corrente alternada

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	São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em [[corrente alternada]].		São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em [[corrente alternada]].
	Seu princípio de funcionamento é baseado no ''campo girante'', que surge quando um sistema de [[corrente alternada\|correntes alternadas]] trifásico é aplicada em [[Polo magnético\|pólos]] defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as [[corrente elétrica\|correntes]] são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o [[campo]] de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.		Seu princípio de funcionamento é baseado no ''campo girante'', que surge quando um sistema de [[corrente alternada\|correntes alternadas]] trifásico é aplicada em [[Polo magnético\|pólos]] defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as [[corrente elétrica\|correntes]] são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o [[Campo magnético\|campo]] de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.

	Os principais tipos são os motores:		Os principais tipos são os motores:

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Motores de corrente alternada

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	São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em [[corrente alternada]].		São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em [[corrente alternada]].
	Seu princípio de funcionamento é baseado no ''campo girante'', que surge quando um sistema de [[corrente alternada\|correntes alternadas]] trifásico é aplicada em [[~~pólo norte~~\|pólos]] defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as [[corrente elétrica\|correntes]] são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o [[campo]] de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.		Seu princípio de funcionamento é baseado no ''campo girante'', que surge quando um sistema de [[corrente alternada\|correntes alternadas]] trifásico é aplicada em [[Polo magnético\|pólos]] defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as [[corrente elétrica\|correntes]] são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o [[campo]] de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.

	Os principais tipos são os motores:		Os principais tipos são os motores:

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[[Ficheiro:3phase-rmf-320x240-180fc.gif|thumb|320px|[[Campo magnético]] que rota como soma de vectores magnéticos a partir de 3 bobinas da fase.]]
A estrutura de um atuador elétrico é simples comparada com a de [[atuador hidráulico|atuadores hidráulicos]] e [[atuador pneumático|pneumáticos]], que exige apenas a [[eletricidade]] como fonte de energia. Como utiliza cabos elétricos para transmitir energia e sinais, é versátil e praticamente não há restrições sobre a distância entre a fonte de alimentação e do atuador. São os atuadores mais comuns e utilizados em robótica móvel.{{Carece de fontes|data=janeiro de 2012}}

Os motores para uso em robótica são agrupados em 3 categorias:
* Motores de [[corrente alternada]] (AC): É um dispositivo destinado à conversão de energia elétrica em energia mecânica.
* Motores de [[corrente contínua]] (DC): São motores que utilizam uma fonte de tensão contínua
* [[Motor de passo|Motores de passo]]: é um tipo de motor elétrico que é usado quando algo tem que ser posicionado muito precisamente ou num ângulo exacto.

[[Ficheiro:Electric motors en.jpg|right|thumb|200px|Motores elétricos]]
O atuador elétrico '''Motor elétrico''' é uma máquina destinada a transformar [[energia elétrica]] em [[energia mecânica|mecânica]]. É o mais usado de todos os tipos de [[motor]]es, 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.

A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um [[gerador]] ou por um [[dínamo]]. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção. Os motores de tração usados em [[locomotiva]]s executam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os [[Frenagem regenerativa|freios dinâmicos]]. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada, chamados eletrodíesel.

== Funcionamento ==
A maioria de motores elétricos trabalha pela interação entre campos [[eletromagnetismo|eletromagnéticos]], mas existem motores baseados em outros fenômenos eletromecânicos, tais como forças eletrostáticas. O princípio fundamental em que os motores eletromagnéticos são baseados é que há uma [[Força|força mecânica]] em todo o fio quando está conduzindo [[corrente elétrica]] imersa em um [[campo magnético]]. A força é descrita pela lei da [[força de Lorentz]] e é perpendicular ao fio e ao campo magnético. Em um motor giratório, há um elemento girando, o [[rotor]]. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor.

A maioria de motores magnéticos são giratórios, mas existem também os tipos lineares. Em um motor giratório, a parte giratória (geralmente no interior) é chamada de rotor, e a parte estacionária é chamada de [[estator]] . O motor é constituído de eletroímãs que são posicionados em ranhuras do material ferromagnético que constitui o corpo do rotor e enroladas e adequadamente dispostas em volta do material ferromagnético que constitui o estator...

== Tipos de motores ==

Os motores elétricos mais comuns são:

=== Motores de corrente contínua ===
{{Ver artigo principal|[[Motor de corrente contínua]]}}

Precisam de uma fonte de corrente contínua, neste caso pode ser necessário utilizar um circuito [[Retificador|retificador]] para converter a [[corrente alternada]], corrente fornecida pela concessionária de energia elétrica, para [[corrente contínua]]. Podem funcionar com velocidades ajustáveis entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no caso da alimentação usada ser [[corrente contínua|contínua]], como no caso das pilhas em dispositivos eletrônicos.

=== Motores de corrente alternada ===
{{Ver artigo principal|[[Motor de corrente alternada]]}}

São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em [[corrente alternada]].
Seu princípio de funcionamento é baseado no ''campo girante'', que surge quando um sistema de [[corrente alternada|correntes alternadas]] trifásico é aplicada em [[pólo norte|pólos]] defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as [[corrente elétrica|correntes]] são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o [[campo]] de maior intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.

Os principais tipos são os motores:
# [[Motor síncrono]]: funciona com velocidade constante; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante.
# [[Motor de indução]]: funciona normalmente com velocidade estável, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de [[Inversor de frequência|inversores de frequência]].

A classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos do assunto:

* Motores CC (corrente contínua)
** Ímã Permanente com ou sem escova (motor CC brushless)
** Série
*** Universal
** Shunt ou paralelo
** Composto(Composição de shunt e paralelo)
* Motores CA (corrente alternada)
** Assíncrono (de indução)
*** Polifásico
**** Rotor gaiola ou em curto-circuito
**** Rotor enrolado ou bobinado
*** Monofásico
**** Rotor gaiola ou em curto-circuito
***** Fase dividida
***** Capacitor de partida
***** Capacitor permanente
***** Polos Sombreados
***** Dois capacitores
**** Rotor enrolado ou bobinado
***** Repulsão
***** Repulsão de partida
** Síncrono
*** Polifásico
*** Monofásico
**** Ímã permanente
**** Histerese
**** Relutância
**** De passo
***** Ímã Permanente
***** Relutância variável
***** Híbrido

Isto é uma pequena amostra da enorme quantidade de motores elétricos que existem. Um estudo profundo seria necessário para conhecer todos eles.

== História ==

O ano de [[1886]] pode ser considerado, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão [[Werner von Siemens]] inventou o primeiro [[gerador]] de corrente contínua auto-induzido. Entretanto esta máquina que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de estudos, pesquisas e invenções de muitos outros cientistas, durante quase três séculos.

Em 1600 o cientista [[Inglaterra|inglês]] [[William Gilbert]] publicou, em [[Londres]] a obra intitulada [[De Magnete]], descrevendo a força de atracção magnética. O fenómeno da [[electricidade estática]] já havia sido observado antes pelo grego [[Tales de Mileto|Tales]], em 641 a.C., ele verificou que ao friccionar uma peça de âmbar com um pano, esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas, etc.

A primeira máquina electrostática foi construída em 1663 pelo alemão [[Otto von Guericke]] e aperfeiçoada em [[1775]] pelo [[Suíça|suíço]] [[Martin Planta]].

O físico [[Dinamarca|dinamarquês]] [[Hans Christian Oersted]], ao fazer experiências com correntes eléctricas, verificou em [[1820]] que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente eléctrica. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima ligação entre o magnetismo e a electricidade, dando assim, o primeiro passo para em direcção ao desenvolvimento do motor eléctrico.

O sapateiro inglês [[William Sturgeon]] – que paralelamente com sua profissão, estudava electricidade nas horas de folga – baseando-se na descoberta de Oersted constatou, em [[1825]], que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor eléctrico transformava-se em um íman quando se aplicava uma corrente eléctrica, observando também que a força do íman cessava tão logo a corrente fosse interrompida. Estava inventado o [[eletroíman]], que seria de fundamental importância na construção de máquinas eléctricas girantes.

Em [[1832]], o cientista italiano [[S. Dal Negro]] construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Já no ano de [[1833]], o inglês [[W. Ritchie]] inventou o [[comutador]] construindo um pequeno motor eléctrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um íman permanente. Para dar uma volta completa, a polaridade do eletroíman era alternada a cada meia volta através do comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico parisiense [[H. Pixii]] ao construir um gerador com um íman em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador.

Grande sucesso obteve o motor eléctrico desenvolvido pelo arquitecto e professor de física [[Moritz Hermann von Jacobi]] – que, em [[1838]], aplicou-o a um bote. Alimentados por células de baterias, o bote transportou 14 passageiros e navegou a uma velocidade de 4,8 quilômetros por hora.

Somente em 1886 Siemens construiu um gerador sem a utilização de íman permanente, provando que a tensão necessária para o magnetismo poderia ser retirado do próprio enrolamento do rotor, isto é, que a máquina podia se auto-excitar. O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. A máquina de Siemens não funcionava somente como um gerador de electricidade, mas também podia operar como um motor, desde que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.

Em [[1879]], a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de Berlim, a primeira locomotiva eléctrica, com uma potência de 2 kW.

A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação à maquina a vapor, a roda d’água e à força animal. Entretanto, o alto custo de fabricação e a sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na de tal modo que muitos cientistas dirigira sua atenção para o desenvolvimento de um motor eléctrico mais barato, mais robusto e de menor custo de manutenção.
Entre os pesquisadores preocupados com esta ideia, destacam-se o jugoslavo [[Nikola Tesla]], o italiano [[Galileo Ferraris]] e o russo [[Michael von Dolivo-Dobrovolski]]. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente contínua, mas também se cogitou de sistemas de corrente alternada, cujas vantagens já eram conhecidas em [[1881]].

Em [[1885]], o engenheiro electrotécnico Galileu Ferraris construiu um motor de corrente alternada de duas fases. Ferraris, apesar de ter inventado o motor de campo girante, concluiu erroneamente que os motores construídos segundo este princípio poderiam, no máximo, obter um rendimento de 50% em relação a potência consumida. E Tesla apresentou, em [[1887]], um pequeno protótipo de motor de indução bifásico com rotor em curto-circuito. Também esse motor apresentou rendimento insatisfatório, mas impressionou de tal modo a firma norte-americana [[Westinghouse]], que esta lhe pagou um milhão de dólares pelo privilégio da patente, além de se comprometer ao pagamento de um dólar para cada HP que viesse a produzir no futuro. O baixo rendimento desse motor inviabilizou economicamente sua produção e três anos mais tarde as pesquisas foram abandonadas.

Foi o engenheiro electrotécnico Dobrowolsky, da firma [[AEG]], de Berlim, entrou em [[1889]] com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. O motor apresentado tinha uma potência de 80 watts, um rendimento aproximado de 80% em relação a potência consumida e um excelente [[conjugado de partida]]. As vantagens do motor de corrente alternada para o motor de corrente contínua eram marcantes: construção mais simples, silencioso, menos manutenção e alta segurança em operação. Dobrowolsky desenvolveu, em [[1891]], a primeira fabricação em série de motores assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5 kW.

== Ver também ==
* [[Magnetismo#Motores elétricos|Magnetismo]]
* [[Gerador Síncrono|Máquina síncrona]]
* [[Energia elétrica]]

[[Categoria:Motores elétricos]]
[[Categoria:Nikola Tesla]]