Motor de corrente contínua: o que é, como funciona e vantagens
Automação Industrial

Motor de corrente contínua: o que é, como funciona e vantagens

Você conhece bem os motores presentes no nosso cotidiano e nas fábricas? O motor de corrente contínua é o conversor rotativo de energia elétrica mais escolhido, por conta da sua simplicidade de funcionamento.

Estamos falando dele mesmo, o popular motor CC, que marca presença importante principalmente nas indústrias, apesar de existirem outras opções, como o motor CA.

No post de hoje, conheça um pouco mais sobre essa máquina de corrente contínua, como ela funciona e como é classificada.

Saiba também qual a diferença entre o motor CC e o motor CA e aprenda as características de um produto com ou sem escovas.

Vamos lá!

Como funciona um motor de indução e quais as suas aplicações

O que é o motor de corrente contínua?

Motor de Corrente Contínua (motor CC), como o nome supõe, é um motor acionado por uma fonte de alimentação de corrente contínua.

Também conhecido como motor DC – sigla que se refere ao seu nome em inglês: Direct Current Motor. Trata-se de um tipo de Máquina de Corrente Contínua (MCC) que converte energia elétrica em energia mecânica.

Esse motor elétrico rotativo consegue variar a velocidade de equipamentos industriais em uma ampla faixa, com a intensidade da corrente sendo alterada ou aplicando uma tensão variável de alimentação.

A maior parte dos motores CC possui um componente interno capaz de alterar a direção da corrente periodicamente. A troca de energia entre estator e rotor (comutação) é realizada com escovas ou sem escovas.

Como funciona o Motor CC?

O motor se move a partir do torque elétrico produzido pelo rotor e seus enrolamentos de armadura. O estator, com os enrolamentos de campo ou ímãs permanentes, gera um fluxo magnético que atravessa essa armadura.

Então, é criado um campo de excitação, com polos norte e sul.

Um comutador faz a corrente circular constantemente na mesma direção da armadura. O contato deste enrolamento é feito, normalmente, por escovas de carvão, que introduzem energia elétrica nele.

Assim, quando um condutor de energia elétrica está em um campo magnético, ele concebe uma força mecânica que resulta em torque e giro do eixo do motor.

Quais são os tipos de motores de corrente contínua?

Motor de corrente contínua: principais partes

O motor CC é geralmente constituído por esses elementos:

  • Estator ou enrolamento de campo – parte fixa do motor, tem estrutura ferromagnética com polos que recebem bobinas ou um ímã permanente. Os polos induzem tensão às bobinas;
  • Rotor ou armadura – eletroímã composto de uma parte central de ferro com enrolamentos. Tem formato cilíndrico sendo formado por bobinas que, após tensionadas, geram um campo magnético, convertendo energia ou produzindo movimento. O rotor também abriga o comutador com escovas;
  • Comutador – anel mecânico que retifica a tensão, atuando como um diodo retificador. Faz com que as correntes que passaram pelas bobinas mantenham sempre o mesmo sentido. Faz contato com as partes fixa e girante por meio de escovas feitas de grafite ou liga de carbono;
  • Escovas – realizam o contato elétrico entre a parte fixa e a girante com atrito constante que desgasta a peça, exigindo manutenção frequente;
  • Compensador e interpolo – enrolamentos do estator colocados entre a sapata polar e os polos.

Motores de corrente contínua: Vantagens e desvantagens

Por ter um fácil controle da velocidade, de acordo com a tensão aplicada, o motor CC atende a uma infinidade de aplicações.

Investir em equipamentos de qualidade e eficientes é fundamental para reduzir gastos com energia elétrica, uma vez que a maior parte da energia consumida na indústria brasileira é utilizada por motores elétricos.

Além dos equipamentos industriais, elevadores, guinchos e acionamentos de laminadores de aço, o motor CC pode ser utilizado em veículos elétricos, ferramentas, eletrodomésticos e até em brinquedos.

Observe seus pontos positivos e negativos:

Vantagens

  • A velocidade pode ser controlada rapidamente em uma faixa de valores abrangente;
  • Pode ter a velocidade controlada pelo campo ou pela armadura;
  • Os conversores de controle do motor CC são compactos;
  • Permite aceleramento, frenagem e alteração do sentido do giro;
  • O torque permanece constante durante a variação de velocidade;
  • Seu conjugado de partida é elevado;
  • Tem boa precisão e dispensa reduções mecânicas;
  • Tem facilidade de transporte e limpeza;
  • Seu comando é simples.

Desvantagens

  • Exige manutenção frequente, especialmente para os modelos com escovas;
  • São maiores e mais caros quando comparados a componentes eletrônicos de tensão alternada e motores de indução AC de potência igual;
  • Tem dissipação térmica dificultada;
  • Por conta de sua estrutura, tem elevado momento de inércia.

Classificação do Motor CC

O motor de corrente contínua pode ser classificado segundo a forma de conexão do indutor e das bobinas induzidas, desta forma:

Motor série

Com torque elevado e aceleração veloz, este tipo de motor tem armadura e enrolamentos do indutor ligados em série. Costuma ser utilizado em casos que exigem tração como em guinchos, bondes e trens elétricos.

Motor paralelo

Essa máquina também recebe os nomes de motor de derivação ou motor shunt e tem o indutor e enrolamentos induzidos ligados paralelamente.

Tem regulagem de velocidade simples e é aplicado em diferentes tipos de máquinas, esteiras, elevadores e instrumentos.

Motor composto

Também chamado motor misto, esse equipamento tem dois enrolamentos de excitação: um em derivação e outro em série, com composto subtrativo ou aditivo e ligação curta ou longa.

Basicamente usa as vantagens do motor série e do motor paralelo. Apresenta bom desempenho ao atuar com cargas, por isso pode acionar máquinas como tesouras mecânicas e prensas.

Motor de excitação independente

Seu indutor e armadura são alimentados por fontes de energia de corrente contínua separadas. O enrolamento de campo que gera excitação é formado por condutores que não aguentam correntes elevadas.

É aplicado em casos que necessitam de torque constante como compressores, bombas a pistão e ferramentas de avanço.

Motor CC x CA

Uma das principais diferenças entre um motor CC e um motor CA (Corrente Alternada) é que o primeiro tipo funciona sob corrente contínua e o segundo usa corrente alternada, assim como seus nomes já apontam. Outras discrepâncias:

  • O motor CA tem como fonte principal uma corrente de rede trifásica ou monofásica e o motor CC tem como fonte apenas alimentação monofásica, células e baterias.
  • O motor de corrente contínua faz o controle da velocidade de forma simples, de acordo com a tensão linear aplicada. Já o motor de corrente alternada controla a velocidade e a corrente baseado na frequência da tensão, exigindo um dispositivo variador de frequência.
  • O motor CA não tem comutação, por isso não apresenta escovas, ao contrário do motor CC.
  • O tipo corrente alternada tem três terminais de entrada e o de corrente contínua tem somente dois (positivos e negativos).
  • Os motores CA precisam de dispositivos externos para serem iniciados, enquanto os motores CC têm partida automática.
  • O motor de corrente contínua tem armadura girante e campo magnético fixo. Já o de corrente alternada tem campo magnético girante e armadura parada.
  • Os motores CA costumam ser mais baratos, porém, os de corrente contínua são mais indicados para aplicações que requerem ajuste constante e fácil da velocidade.

Tipos de Motor CC: com escova x sem escova

Para entender qual a diferença entre os dois modelos, vamos conhecer um pouco do funcionamento de cada um.

O motor de corrente contínua escovado usa escovas metálicas para enviar de forma mecânica a corrente. Eles criam campos magnéticos que fazem o rotor central girar por meio de atração e repulsão.

Sua vantagem é que têm custo baixo e estrutura simples – facilitando o uso e as manutenções.

Já o motor sem escovas não precisa de contato físico e tem o rotor acionado eletronicamente. Neste modelo de equipamento, bobinas são posicionadas ao redor do invólucro e o rotor recebe ímãs fixos.

Esse tipo tem menos desgaste das peças por causa da falta de atrito no funcionamento e esquenta menos que os modelos escovados – o que é ideal para operações em alta velocidade.

Conclusão

A facilidade em controlar a velocidade é o ponto de destaque dos motores CC. Além disso, sua versatilidade permite que atenda a pequenas aplicações domésticas ou grandes projetos da indústria.

Na Kalatec você encontra os melhores motores para contribuir com o crescimento da sua empresa. Contamos com uma equipe de especialistas está à disposição para tirar suas dúvidas. Entre em contato e aproveite as vantagens de um motor CC!

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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação com mais de 21 anos de experiência e 5000 visitas únicas em Indústrias. É Gestor da Kalatec Automação. Especialista em Controle e Automação Industrial (USP). Engenharia de Processo (MAUA) Gestão de Inovação (ESPM) e Gestão de PME (FGV). Treinado nas fábricas Emerson Motion Control, AMP, Gecko Driver, Arcus Technology , Nexen, Hiwin, Delta Automação, Estun, Moons, HNC, Leadshine, Xinje, TBI. Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo e USP (Projeto Inspire).

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