Você conhece a diferença entre motores de corrente contínua e de corrente alternada? Também chamados de atuadores, eles são usados em equipamentos diversos, como tornos, geladeiras, computadores e elevadores, alimentando o sistema por meio da transformação de eletricidade em energia mecânica — em geral, a energia cinética.
Essa diferença nos motores está relacionada à tensão de alimentação. A corrente compreende o fluxo de elétrons em um meio, e o sentido é a característica que determina se ela será contínua ou alternada. Enquanto na corrente contínua (CC ou DC — direct current) os elétrons percorrem um único sentido — do polo negativo, que exerce repulsão, para o polo positivo, que exerce atração —, na corrente alternada (CA ou AC — alternate current), o fluxo, como o próprio nome diz, alterna o sentido em função da mudança de polaridade do gerador da corrente.
Cada tipo tem seus próprios prós e contras, mas este artigo destina-se a fornecer uma visão clara de como um motor CA ou CC é melhor usado. Vamos explorar as maneiras pelas quais cada um deles converte energia elétrica, as diferenças em sua construção e os melhores casos de uso para cada tipo. Quer entender melhor como funciona cada um desses sistemas e descobrir as principais diferenças entre motores de corrente contínua e alternada? Continue a leitura!
Quais são os dois tipos de correntes?
A corrente contínua é resultado de transformações químicas em um sistema fechado, como em baterias e pilhas. O processo, chamado oxidorredução, é o que gera a corrente elétrica. Como a tensão desse sistema é baixa, são necessárias muitas pilhas para que um equipamento mais elaborado consiga funcionar.
Em equipamentos eletrônicos, a tensão demandada também é baixa. Computadores, por exemplo, utilizam 5V para acionar o código binário 1 em seus circuitos lógicos.
A corrente alternada, por sua vez, pode ser obtida a partir da força de elementos naturais, como quedas d’água e o vento. Nesse sistema, um ímã ou bobina gira e gera a corrente, que é utilizada nas linhas de transmissão de energia, por exemplo, entre as usinas e as casas das pessoas.
A corrente alternada permite um maior controle do sistema. Para aumentar e diminuir a voltagem, basta usar transformadores. Se utilizássemos a corrente contínua em redes de transmissão, por exemplo, precisaríamos de praticamente uma usina em cada bairro nas cidades!
Embora as partes externas dos motores CA e CC possam não ser notavelmente diferentes, existem algumas diferenças fundamentais internamente que os tornam únicos. Enquanto você lê as informações a seguir, é importante ter em mente que a diferença é determinada por sua entrada/saída: os motores CA recebem uma tensão alternada para eficiência e potência, enquanto os motores CC mantêm uma tensão constante para estabilidade .
O que são os motores de corrente contínua (CC)?
O motor de corrente contínua pode ser composto por uma bateria ou outra fonte de alimentação de corrente contínua. Quando a corrente elétrica passa pela bobina e o campo magnético do ímã, a força mecânica gerada produz o torque (giro do eixo), que gera o trabalho.
O controle de velocidade é feito pela variação da tensão, e o fluxo acontece somente se o sistema estiver fechado (polos acionados).
Nesse sistema, a troca de energia entre o rotor e estator ocorre independentemente da existência de escovas, e é formado pelas seguintes partes:
- carcaça — o envólucro do sistema;
- enrolamento do rotor e estator — bobinas com fios de cobre esmaltados;
- escovas — elementos de eletrografite ou grafite natural;
- comutadores — materiais isolantes de alta qualidade;
- tampa de acesso ao sistema — pode ser fabricada em ferro fundido ou ser soldadas;
- porta-escovas — usadas para proteger a parte mecânica do motor;
- mancais — os rolamentos.
Existem, basicamente, dois tipos de motores de corrente contínua: com ou sem escovas. As escovas fazem o contato com o comutador com o intuito de alimentar o rotor. Enquanto os motores com escova são mais baratos e podem funcionar em ambientes externo, os modelos brushless (sem escovas) são mais eficientes, uma vez que utilizam ímãs — que não demandam tanta manutenção, além de serem mais potentes e silenciosos.
Existem, ainda, as seguintes subdivisões de motores de corrente contínua:
- com excitação;
- independente;
- série Shunt (em derivação);
- ímãs permanentes;
- brushless.
Dentre as vantagens dos motores de corrente contínua, em relação aos de corrente alternada, podemos destacar uma maior confiabilidade, baixa manutenção, eficiência, pouco ruído, leveza, resistência às oscilações, robustez e qualidade de comutação. Por isso, são usados em eletrodomésticos, máquinas industriais, brinquedos e veículos elétricos, por exemplo.
Vantagens dos motores CC
- Baixa interferência eletromagnética (ótimo para dispositivos eletrônicos sensíveis)
- Estabilidade para placas de circuito e eletrônicos sensíveis
- Você pode executar seu produto com energia da bateria
- Melhor controle de velocidade
O que são os motores de corrente alternada (CA)?
A grande maioria das aplicações tem sua configuração otimizada com o uso de motores de indução de gaiola. Por esse motivo — e por não precisar de ajustes e de controle de velocidade, ser mais simples e ter o custo mais baixo —, é o modelo mais utilizado. A potência gerada pelo seu sistema é inferior a aproximadamente 500 cavalos.
Seu sistema, basicamente, é formado por campos magnéticos induzidos pela corrente alternada em bobinas elétricas, que produzem a energia rotacional. Logo, é formado por dois componentes: rotor e estator — um anel de metal com fendas que prendem as bobinas de fio, nas quais a corrente passa para produzir esse campo magnético.
O rotor é uma haste cujo núcleo interage com o campo magnético criado pelo estator. Ao girar, produz o torque que, por sua vez, gera a força de trabalho. Esses elementos ficam dentro de uma carcaça que controla a geração de calor.
Existem dois tipos de motores de corrente alternada: o motor elétrico síncrono e o assíncrono (de indução). Eles são comumente usados em compressores, motores-geradores e turbobombas, por exemplo.
Motor síncrono
O motor de corrente contínua síncrono tem bobinas no rotor. É projetado para funcionar com velocidade constante, em conformidade com o campo magnético rotativo gerado. Não tem partida automática porque o torque só acontece quando atinge uma velocidade síncrona, por isso, demanda o acoplamento de um motor de corrente contínua em seu eixo.
Motor assíncrono
O torque no rotor ocorre por meio de correntes induzidas, que criam uma tensão eletromagnética que dispensa a comutação de anel escovado ou deslizante. Geralmente, o giro é mais lento, com perda de velocidade durante a operação.
Vantagens dos motores CA
- Transfere energia de forma mais eficiente
- Vida útil mais longa e menos chance de falha
- Produz menos calor
- Melhor para aplicações de alta potência (lavadoras, refrigeradores, máquinas)
- Pode ligar diretamente a uma tomada doméstica ou de escritório, sem um conversor
Qual motor é mais poderoso: CA ou CC?
Os motores CA são geralmente considerados mais potentes do que os motores CC porque podem gerar um torque mais alto usando uma corrente mais potente. No entanto, os motores CC são normalmente mais eficientes e fazem melhor uso de sua energia de entrada. Os motores CA e CC vêm em uma variedade de tamanhos e potências que podem atender aos requisitos de energia de qualquer setor.
Quais são as diferenças e aplicações de cada tipo de motor?
Embora ambos sejam semelhantes em arquitetura (com rotor e estator), os motores se diferem em aspectos como a facilidade ou dificuldade no controle de velocidade.
No motor de corrente contínua, por exemplo, a velocidade é alterada conforme a tensão aplicada ao sistema, o que torna o seu controle mais simples e eficiente.
Aplicações industriais comuns para motores CC incluem:
- Unidades de fabricação e produção
- Máquinas que exigem energia constante, como aspiradores, elevadores e máquinas de costura
- Equipamento de triagem de armazém
Já em motores de corrente alternada, a corrente e a velocidade são controladas pela frequência da tensão. Logo, sua alteração demanda o uso de equipamentos que realizem a variação dessa frequência.
Algumas das aplicações industriais mais comuns para motores CA incluem:
- Eletrodomésticos
- Acionamentos e sistemas de compressores
- Computadores
- Sistemas de transporte
- Ventiladores e condicionadores de ar
- Bombas hidráulicas e de irrigação
- Equipamento de transporte
Como vimos, o motor de corrente alternada é mais em conta e, por esse motivo, é mais utilizado na indústria. Apesar disso, motores de corrente contínua são essenciais quando é preciso exercer uma atividade com velocidade controlada e constante.
Manutenção de motores elétricos
Os Motores Elétricos necessitam de manutenção regular para evitar falhas e prolongar sua vida útil. Geralmente, os motores e peças do motor devem ser mantidos e testados pelo menos a cada 6 meses.
Só assim é possível manter a vida e a eficiência de um motor. Vamos lidar com três tipos de manutenção:
- Manutenção preventiva – para evitar problemas operacionais e garantir que o motor forneça continuamente uma operação confiável.
- Manutenção preditiva – para garantir que o tipo certo de manutenção seja realizado no momento certo.
- Manutenção corretiva– para reparar e substituir o motor quando ocorre uma falha.
Manutenção Preventiva de Motores Elétricos
Um programa de manutenção preventiva de motores elétricos bem planejado é a chave para uma operação confiável e duradoura de motores elétricos.
Quase todos os equipamentos elétricos requerem inspeção e manutenção planejadas. Isso garante que o equipamento elétrico seja mantido em boas condições de funcionamento em todos os momentos. Isso é crítico para motores elétricos. As inspeções de rotina do motor devem ser realizadas em horários programados ao longo da vida útil do motor. As inspeções periódicas evitam sérios danos ao maquinário, localizando possíveis problemas.
Inspeções Periódicas
Os programas de manutenção de motores elétricos visam evitar avarias críticas em vez de repará-las. Nas operações da planta, a paralisação não programada da produção ou longas paradas para reparos são intoleráveis. O tempo de inatividade resultante consome profundamente os tempos de produção. Inspeções periódicas dos motores são necessárias para garantir os melhores resultados operacionais.
Os programas de manutenção preventiva exigem verificações detalhadas e todos os motores no local devem receber um número de identificação e ter um registro de registro. Os registros do motor devem identificar o motor, marca, datas de inspeção e descrições de reparos. Ao manter registros, a causa de qualquer avaria pode determinar a falha e reduzir os problemas contínuos.
Todos os programas de manutenção devem consultar a documentação técnica do fabricante antes de realizar as verificações.
Existem muitas diferenças entre motores CA e CC. A diferença mais óbvia é o tipo de corrente que cada motor transforma em energia, corrente alternada no caso de motores CA e corrente contínua no caso de motores CC. Os motores CA são conhecidos por sua maior potência e eficiência, enquanto os motores CC são valorizados por seu controle de velocidade e faixa de saída. Os motores CA estão disponíveis em configurações monofásicas ou trifásicas, enquanto os motores CC são sempre monofásicos.
