Rotor e estator de um motor elétrico: definição, tipos, propósito

Mais cedo ou mais tarde, uma pessoa interessada em engenharia elétrica ouve referências ao rotor e estator e faz a seguinte pergunta: “O que é isso e qual é a diferença entre eles dispositivos? " Em palavras simples, o rotor e o estator são duas partes principais localizadas no motor elétrico (um dispositivo para converter energia elétrica em mecânico). Sem eles, a existência de motores modernos e, portanto, a maioria dos dispositivos elétricos baseados neles, seria impossível. O estator é uma parte fixa do dispositivo, e o rotor é móvel, eles giram em direções diferentes entre si. Neste artigo, analisaremos em detalhes o desenho dessas peças e seu princípio de funcionamento, para que após a leitura do artigo, os leitores do site Ele mesmo eletricista não há mais perguntas sobre este assunto.

Contente:

O que é um rotor
O que é um estator
Estator e rotor em motores assíncronos
Rotor de gaiola de esquilo
Rotor de fase

O que é um rotor

O rotor, às vezes também chamado de âncora, é um móvel, ou seja, uma parte giratória de um gerador ou motores elétricos, comumente usados em equipamentos domésticos e industriais.

Se considerarmos o rotor de um motor DC ou de um motor coletor universal, então ele consiste em várias unidades principais, a saber:

Essencial. É feito de muitas placas finas de metal estampadas, isoladas umas das outras. um dielétrico especial ou apenas uma película de óxido que conduz uma corrente muito pior do que a pura metal. O núcleo é coletado deles e é um "bolo folhado". Como resultado, os elétrons não têm tempo para acelerar devido à pequena espessura do metal, e o aquecimento do rotor é muito menor, e a eficiência de todo o dispositivo é maior devido à redução das perdas. Esta decisão de design foi feita para reduzir Correntes parasitas de Foucault, que inevitavelmente surgem durante o funcionamento do motor devido à reversão da magnetização do núcleo. Esse mesmo método de lidar com eles é usado em transformadores CA.
Enrolamentos. O fio de cobre revestido com isolamento de verniz é enrolado especialmente ao redor do núcleo para evitar o aparecimento de espiras em curto-circuito, que são inaceitáveis. Todo o enrolamento é adicionalmente impregnado com resina epóxi ou verniz para fixar os enrolamentos de forma que não sejam danificados pelas vibrações da rotação.
Os enrolamentos do rotor podem ser conectados a um coletor - um bloco especial com contatos presos com segurança ao eixo. Esses contatos são chamados de lamelas, são feitos de cobre ou sua liga para melhor transmissão da corrente elétrica. Pincéis, geralmente feitos de grafite, deslizam sobre ele e, no momento certo, uma corrente elétrica é aplicada aos enrolamentos. Isso é chamado de contato deslizante.
O eixo em si é uma haste de metal, em suas extremidades existem sedes para rolamentos, pode ter roscas ou entalhes, rasgos de chaveta para prender engrenagens, polias ou outras peças que são acionadas motor elétrico.
Um impulsor do ventilador também está localizado no eixo para que o motor esfrie e não precise instalar um dispositivo adicional para remover o calor.

É importante notar que nem todo rotor possui enrolamentos, que, em essência, são um eletroímã. Em vez disso, ímãs permanentes podem ser usados, como em motores DC sem escova. E em um motor assíncrono com um rotor de gaiola de esquilo, não há enrolamentos na forma usual, em vez deles são usadas hastes de metal em gaiola de esquilo, mas mais sobre isso a seguir.

O que é um estator

O estator é a parte estacionária do motor. Normalmente está alinhado com o corpo do dispositivo e é uma parte cilíndrica. Consiste também em várias placas para reduzir o aquecimento devido às correntes de Foucault, sem falta envernizadas. Nas extremidades encontram-se assentos para rolamentos lisos ou de rolamento.

A estrutura é chamada de pacote de estator e é pressionada no compartimento de ferro fundido do dispositivo. Dentro desse cilindro são usinadas ranhuras para os enrolamentos, que, assim como para o rotor, são impregnados composições especiais para que o calor seja mais uniformemente distribuído por todo o dispositivo e os enrolamentos não esfreguem uns nos outros de vibração.

Os enrolamentos do estator podem ser conectados de diferentes maneiras, dependendo da finalidade e do tipo de máquina elétrica. Para motores trifásicos, são aplicáveis os tipos de conexão estrela e triângulo. Eles são apresentados no diagrama:

Uma caixa de junção especial ("borno") é fornecida para fazer as conexões no corpo do dispositivo. Nesta caixa, o início e o fim de três enrolamentos são apresentados e blocos de terminais especiais de vários designs são fornecidos, dependendo da potência e da finalidade da máquina.

Existem sérias diferenças na operação de motores com diferentes conexões de enrolamento. Por exemplo, quando conectado a uma estrela, o motor dará partida mais suave, mas não será possível desenvolver a potência máxima. Quando conectado em delta, o motor elétrico fornecerá todo o torque declarado pelo fabricante, mas as correntes de partida neste caso atingem valores elevados. A rede elétrica pode simplesmente não ser projetada para tais cargas. O uso do dispositivo neste modo causa aquecimento dos fios e, em um local fraco (são as juntas e conectores), o fio pode queimar e causar um incêndio. A principal vantagem dos motores assíncronos é a conveniência de mudar o sentido de rotação, bastando trocar os pontos de conexão de dois enrolamentos quaisquer.

Estator e rotor em motores assíncronos

Os motores assíncronos trifásicos têm suas próprias características, o rotor e o estator neles diferem daqueles usados em outros tipos de motores elétricos. Por exemplo, um rotor pode ter dois designs: gaiola de esquilo e fase. Vamos considerar as características estruturais de cada um deles com mais detalhes. No entanto, primeiro, vamos dar uma olhada rápida em como funciona um motor de indução.

Um campo magnético giratório é gerado no estator. Ele induz uma corrente induzida no rotor e, portanto, o coloca em movimento. Assim, o rotor sempre tenta "alcançar" o campo magnético em rotação.

Também é necessário mencionar uma característica tão importante de um motor de indução como o deslizamento do rotor. Este fenômeno consiste na diferença entre a velocidade do rotor e o campo magnético gerado pelo estator. Isso é explicado justamente pelo fato de que a corrente é induzida no rotor apenas quando ele se move em relação ao campo magnético. E se as velocidades fossem as mesmas, esse movimento simplesmente não ocorreria. Como resultado, o rotor tenta "alcançar" a velocidade do campo magnético e, se isso acontecer, a corrente nos enrolamentos deixa de ser induzida e o rotor desacelera. Neste momento, a força agindo sobre ele aumenta, ele começa a acelerar novamente. É assim que se obtém o efeito de estabilização da velocidade, motivo pelo qual esses motores elétricos são muito procurados.

Rotor de gaiola de esquilo

É também uma estrutura constituída por placas de metal que funcionam como núcleo. No entanto, em vez de um enrolamento de cobre, hastes ou hastes são instaladas lá, que não se tocam e são curto-circuitadas entre si por placas de metal nas extremidades. Nesse caso, as hastes não são perpendiculares às placas, mas direcionadas em ângulo. Isso é feito para reduzir a pulsação do campo magnético e o momento. Assim, obtêm-se curvas em curto-circuito, a partir daqui e do nome.

Rotor de fase

A principal diferença entre um rotor de fase e um rotor de gaiola é a presença de um enrolamento trifásico, colocado nas ranhuras do núcleo e conectado em um coletor especial com três anéis em vez de lamelas. Esses enrolamentos são geralmente conectados em estrela. Esses motores elétricos são mais trabalhosos na produção devido à complexidade do projeto, mas seus as correntes de partida são mais baixas do que os motores de gaiola de esquilo, e também se prestam melhor a ajustamento.

Esperamos que, após a leitura deste artigo, você não tenha mais dúvidas sobre o que são o rotor e o estator de um motor elétrico e qual é o seu princípio de funcionamento. Por fim, recomendamos assistir a um vídeo em que esse problema seja claramente considerado:

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