O documento descreve o funcionamento de um motor de indução monofásico, explicando que ele possui um estator e um rotor que geram campos eletromagnéticos através de correntes elétricas, fazendo com que o rotor gire. O documento também lista os principais componentes de um motor elétrico como o estator, rotor, mancais e eixo.

1. Alunos: Daniel Alves
Gabriela Lopes
Mario Neto
Paulo Franco

2. Quando uma corrente elétrica passa por um fio no estator, ela
produz um campo eletromagnético. Da mesma forma há uma
corrente elétrica passando pelo rotor, produzindo um campo
eletromagnético. Os campos magnéticos produzidos pelo estator e
pelo rotor possuem um pólo norte e um pólo sul cada um. Os pólos
norte de cada campo se repelem da mesma forma que os pólos sul
de cada campo. Assim, o pólo norte do estator é atraído pelo pólo
sul do rotor e o pólo sul do estator é atraído pelo pólo norte do rotor.
A combinação dessas forças de atração e repulsão faz com que o
rotor gire, de forma que o pólo norte do campo magnético do rotor
fique mais perto do pólo sul do campo magnético do estator, e o
pólo sul do campo magnético do rotor se aproxime do pólo norte do
campo magnético do estator. Este movimento giratório é
denominado primeira metade do ciclo da revolução de um motor
elétrico. Quando o sentido da corrente elétrica que passa pelo
estator é invertida, o campo eletromagnético do estator é
invertido, e os pólos norte e sul do campo trocam de lugar.

3.  Assim que isso acontece, a força de atração entre o pólo
norte do rotor e o pólo sul do estator se transforma em uma
força de repulsão, porque o pólo sul do estator se
transformou no pólo norte. O rotor gira novamente, de modo
que os pólos norte e sul do rotor e do estator se aproximem
dos seus opostos. O rotor, então, concluiu uma revolução. A
polaridade é invertida novamente no motor e o rotor dá uma
meia volta outra vez. Este processo de revolução do rotor é a
energia mecânica produzida pelo motor. O eixo fica preso a
um dispositivo, como uma bomba, que usa a energia do rotor
para girar o rotor da bomba. O rotor da bomba transfere a
energia mecânica para o líquido que está sendo bombeado
na forma de velocidade (energia cinética) e altura
manométrica (energia potencial).

4.  Enrolamento de partida é sempre acrescentado aos motores
monofásicos para assegurar a rotação de partida correta. Sem o
enrolamento extra, o rotor poderia permanecer estacionário e
rapidamente se superaquecer. À medida que as barras do rotor cortam
o campo magnético, uma corrente é induzida nelas. Isto, por sua
vez, faz com que os pólos magnéticos apareçam no
rotor, próximos, porém separados do pólo do estator, devido à rotação.
A formação desses pólos, quando a corrente é invertida nos
enrolamentos do estator, se dá de tal forma que eles ficam sempre
"procurando" o campo do estator. Os pólos norte e sul se atraem e
mantêm a rotação. Quanto maior a carga sobre o rotor, mais o pólo
induzido é deslocada e maior é o torque produzido pelo campo. Isto
também resulta em uma corrente mais alta do estator sendo usada, à
medida que se tentar estabelecer o equilíbrio. Como os pólos do
estator invertem sua polaridade 120 vezes por segundo a 60 Hz, o
rotor efetuará uma revolução a cada 1/60 de segundo. Isto faz com
que a velocidade do motor seja ligeiramente inferior a 3600
RPM, permitindo um "escorregamento" que é necessário para o
desenvolvimento de um torque útil do motor.

5.  Os pólos indicados no rotor pelo fluxo de
eletricidade nos enrolamentos do estator são
atraídos para os pólos opostos do
estator, fazendo com que o rotor continue a girar
no sentido horário. O movimento do rotor mantém
a rotação durante a inversão da polaridade. Como
este motor tem quatro pólos, cada inversão da
direção da corrente no estator resulta em somente
um quarto de volta do rotor. A velocidade deste
motor é a metade daquela do motor com dois
pólos, ou aproximadamente 1750 RPM a 60 Hz.

6. Principio de Funcionamento
Motor de Indução Monofásico, com quatro Pólos

7.  Identificar e determinar o objetivo dos
seguintes componentes de um motor elétrico:
 Estator é um grupo de enrolamentos cilíndricos
que produz um campo eletromagnético. O estator
consiste em:
- Carcaça do estator
- Núcleo do estator
- Enrolamentos do estator
- Camisa dos mancais

8.  CARCAÇA DO ESTATOR
A carcaça do estator é a maior fonte de potência mecânica de
todo o motor. Ela suporta o núcleo do estator, oferecendo apoio
para o rotor e o eixo, e é o ponto de união normal entre o motor
e a sua base.
 NÚCLEO DO ESTATOR
O núcleo do estator é formado de uma grande quantidade de
finas laminações de aço silício nas quais os enrolamentos do
estator estão enrolados.
Uma laminação é uma fina chapa de aço. O núcleo do estator
reforça o campo magnético produzido pelos enrolamentos do
estator.
O estator é cilíndrico, permitindo que um rotor seja colocado
dentro dele.

9. Construção Básica do Motor
Um Estator Típico

10.  ENROLAMENTOS DO ESTATOR
Os enrolamentos do estator são bobinas de fio isolado
através das quais acorrente pode passar. Os enrolamentos
do estator criam os campos eletromagnéticos giratórios
aos qual o rotor responde. As bobinas estão ligadas se
formadas de modo a atender às dimensões específicas do
estator e aos respectivos pólos do estator.
 CAMISA DOS MANCAIS
A camisa dos mancais são placas metálicas que ficam em
cada extremidade do motor. A camisa dos mancais abriga
os mancais do eixo e mantém o rotor na posição correta
dentro do estator.

11.  Rotor é um conjunto de enrolamentos que giram
dentro do estator. consiste em:
- Núcleo do rotor
- Enrolamentos do rotor
- Anéis de fechamento do rotor
- Eixo do rotor

12.  NÚCLEO DO ROTOR
O núcleo do rotor reforça o campo eletromagnético gerado pelos
enrolamentos do rotor. O núcleo do rotor consiste em camadas
(laminações) de chapas de aço ajustadas ao eixo do rotor. As
laminações possuem fendas de forma a permitir que os enrolamentos
do rotor se encaixem com segurança em volta do núcleo.
 ENROLAMENTOS DO ROTOR
Os enrolamentos do rotor são barras sólidas, geralmente de cobre ou
alumínio, sendo curtocircuitadas pelos anéis de fechamento do rotor.
Estas barras são fundidas nas fendas dentro do núcleo do rotor
formando assim uma gaiola, conforme mostra a Figura 15. Quando a
corrente elétrica flui através dos enrolamentos do rotor, é gerado um
campo eletromagnético. O campo eletromagnético interage com o
campo eletromagnético gerado pelos enrolamentos do estator para
produzir energia mecânica.

13.  Esta Figura mostra um rotor típico e seus
componentes principais estão identificados:
núcleo do rotor, enrolamentos do rotor, anéis
coletores, e eixo do rotor

14.  ANÉIS DE FECHAMENTO
Os anéis de fechamento são anéis lisos, que atuam como
terminais elétricos. Estes estão localizados em cada
extremidade dos condutores do rotor e são feitos do mesmo
material dos condutores do rotor aos quais estão conectados. As
barras do rotor estão ligadas aos anéis coletores para formar um
circuito elétrico fechado. Acorrente elétrica que passa pelo
circuito fechado gera o campo eletromagnético do rotor.
 EIXO DO ROTOR
O eixo do rotor está localizado no centro do rotor e se estende
além do núcleo do rotor para fora da carcaça do estator, onde
fica apoiado por mancais nas camisas dos mancais. O eixo está
conectado à bomba, por exemplo, através de um acoplamento.

15.  MANCAIS
Um mancal é um dispositivo que fica em uma base de
montagem fixa que sustenta o eixo e permite que ele gire.
Os mancais evitam que o eixo do motor faça movimentos
axiais (movimentos ao longo do eixo) ou radiais
(movimentos laterais ao eixo). O eixo gira sobre uma
posição fixa.
 CARCAÇAS
A carcaça é o envoltório que envolve o motor. A carcaça
evita a ação do tempo e a penetração de objetos
estranhos, assegurando que nada vai atingir e danificar as
peças girantes do motor. A carcaça também abriga o
sistema de ventilação que resfria o motor durante o
funcionamento

16.  FUNCIONAMENTO
DO MOTOR
ELÉTRICO:
 Um motor elétrico
consiste em um rotor
colocado dentro de
um estator e apoiado
em mancais.

17.  MOTORES DE INDUÇÃOTRIFÁSICOS
Os motores da linha troncos são motores trifásicos. Um motor trifásico
é um motor elétrico que usa corrente alternada trifásica para girar o
campo magnético do estator. Eles possuem três conjuntos de
enrolamentos equidistantes no estator.
A primeira fase da corrente trifásica entra no primeiro conjunto de
enrolamentos para criar um campo eletromagnético. Isto faz com que o
estator gire conforme mostrado.
À medida que a voltagem cai na primeira fase, acumula-se na
segunda fase. Esta voltagem cria um campo eletromagnético no
segundo conjunto de enrolamentos. O estator gira outros 60 .
À medida que a voltagem na segunda fase cai, a voltagem se acumula
na terceira fase, criando um campo eletromagnético no terceiro
conjunto de enrolamentos. O estator gira outros 60 .
À medida que a voltagem cai na terceira fase, à voltagem se acumula
novamente na primeira fase. Acorrente alternada inverte a polaridade
do campo eletromagnético fazendo com que o ciclo de giros continue.

18.  Há três conjuntos de
enrolamentos em um
estator de corrente
trifásica, equidistante
s entre si. Os
enrolamentos da
Figura foram
simplificados para dar
uma ideia básica de
como o estator
funciona.

19.  Motores de corrente contínua
Precisam de uma fonte de corrente contínua, por
exemplo um dispositivo que converta a corrente
alternada comum em 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 contínua, como no caso
das pilhas em dispositivos eletrônicos.

20.  Motores 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 correntes alternadas trifásico é aplicada
em pólos defasados fisicamente de 120º. Dessa
forma, como as 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.

21.  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.

22.  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 conversores de
frequência.

23.  Motor de indução monofásico
De modo geral os motores elétricos de indução monofásicos são
a alternativa natural aos motores de indução trifásicos. Entre os
vários tipos de motores elétricos monofásicos, os motores de
indução com rotor tipo gaiola se destacam pela simplicidade de
fabricação e, principalmente, pela robustez, confiabilidade e
longa vida sem necessidade de manutenção. Os motores
monofásicos, por terem somente uma fase de alimentação, não
possuem campo girante como os motores trifásicos, e sim um
campo magnético pulsante. Isto impede que os mesmos tenham
conjugado para a partida, tendo em vista que no rotor se
induzem campos magnéticos alinhados com o campo do estator.
Para solucionar o problema da partida utilizam-se enrolamentos
auxiliares, que são dimensionados e posicionados de forma a
criar uma segunda fase fictícia, permitindo a formação do campo
girante necessário para a partida.

24.  Motor de Indução Trifásico
Existem dois tipos de motores trifásicos de
indução: com Rotor Bobinado e com Rotor em
Gaiola de Esquilo. O princípio de funcionamento é
o mesmo para ambos, porém os motores com
rotor tipo gaiolas são mais robustos, simples e
confiáveis, destacam-se pela longa vida sem
necessidade de manutenção.
Fim