o que é estator e rotor em motor de indução

O estator é a parte estacionária (fixa) do motor de indução, montada na carcaça do motor. Sua função principal é gerar um campo magnético rotativo (RMF) quando uma fonte CA está conectada a ele. Este campo magnético rotativo é a força motriz que induz o movimento no rotor.

1.Estrutura do Estator

O estator consiste em três partes principais:

•Núcleo do Estator: Feito de chapas finas de aço silício laminado (0,35-0,5 mm de espessura) empilhadas juntas. A laminação é feita para minimizar perdas por correntes parasitas - correntes induzidas no núcleo devido à mudança do campo magnético, que de outra forma geraria calor e desperdiçaria energia. O núcleo possui ranhuras em sua superfície interna para segurar os enrolamentos do estator.

•Enrolamentos do Estator: Bobinas de cobre ou alumínio enroladas nas ranhuras do núcleo do estator. Na maioria dos motores de indução, o estator é um enrolamento-trifásico (conectado em configuração estrela ou delta), que é alimentado com energia CA trifásica-. O arranjo desses enrolamentos é projetado de tal forma que, quando a corrente alternada flui através deles, é produzido um campo magnético que gira a uma velocidade constante (velocidade síncrona).

• Estrutura do Estator: Uma estrutura externa rígida (geralmente feita de ferro fundido ou alumínio) que suporta o núcleo do estator e protege os componentes internos. Também serve como dissipador de calor para dissipar o calor gerado durante a operação.

2.Função do Estator

Quando CA trifásica é fornecida aos enrolamentos do estator, cada fase cria um campo magnético que varia senoidalmente com o tempo. A combinação desses campos magnéticos trifásicos resulta em um único campo magnético rotativo (RMF) que gira em torno do eixo do estator a uma velocidade chamadavelocidade síncrona(Ns). A velocidade síncrona depende da frequência da alimentação CA (f) e do número de pares de pólos (P) no estator, dado pela fórmula: Ns=(120f)/P. Este campo magnético rotativo corta os condutores do rotor, induzindo uma força eletromotriz (EMF) no rotor-esta é a base da indução eletromagnética no motor.

O rotor é a parte rotativa do motor de indução, montado em um eixo que se estende para fora da carcaça do motor. Ele está localizado dentro do estator, com um pequeno entreferro (normalmente 0,2-2 mm) entre os núcleos do estator e do rotor. A função do rotor é converter a energia eletromagnética induzida pelo campo magnético rotativo do estator em energia mecânica, que aciona a carga (por exemplo, bombas, ventiladores, transportadores).

Tipos e Estrutura do Rotor

Existem dois tipos principais de rotores utilizados em motores de indução, diferindo em sua construção e aplicação:

1. Rotor de gaiola de esquilo

Este é o tipo mais comum de rotor, nomeado por sua semelhança com uma gaiola de esquilo. Sua estrutura inclui:

•Núcleo do Rotor: Semelhante ao núcleo do estator, é feito de chapas laminadas de aço silício com ranhuras em sua superfície externa.

•Barras Rotoras: Barras de cobre ou alumínio inseridas nas ranhuras do núcleo do rotor. Essas barras são curto-circuitadas-em ambas as extremidades por dois anéis grossos de cobre ou alumínio (chamados anéis finais), formando um circuito fechado.

O rotor de gaiola de esquilo é simples, robusto, de baixo-custo e requer manutenção mínima, tornando-o adequado para a maioria das aplicações industriais e domésticas (por exemplo, ventiladores, bombas, compressores).

2.Rotor Ferido

O rotor enrolado (também chamado de rotor de anel coletor) possui uma estrutura mais complexa, projetado para aplicações que exigem velocidade variável ou alto torque de partida (por exemplo, guindastes, elevadores, britadores). Sua estrutura inclui:

•Núcleo do Rotor: Chapas laminadas de aço silício com ranhuras para fixação dos enrolamentos do rotor.

•Enrolamentos do Rotor: Enrolamentos trifásicos semelhantes aos enrolamentos do estator, conectados em configuração estrela. As três extremidades dos enrolamentos estão conectadas a três anéis coletores montados no eixo do rotor.

•Anéis coletores e escovas: Os anéis coletores estão em contato com escovas de carvão estacionárias, que permitem a conexão de resistores externos aos enrolamentos do rotor. Isto permite o controle da corrente do rotor, ajustando assim a velocidade do motor e o torque de partida.

Função do Rotor

Quando o campo magnético rotativo do estator corta os condutores do rotor, a lei da indução eletromagnética de Faraday induz um EMF no rotor. Como os condutores do rotor formam um circuito fechado (por meio de anéis terminais em rotores de gaiola de esquilo ou resistores externos em rotores enrolados), esse EMF induzido gera uma corrente no rotor (chamada corrente do rotor). A corrente do rotor interage com o campo magnético rotativo do estator, produzindo uma força mecânica (força de Lorentz) que faz com que o rotor gire na mesma direção do campo magnético rotativo.

Uma característica fundamental dos motores de indução é que a velocidade do rotor (N) é sempre menor que a velocidade síncrona (Ns) do campo magnético do estator-esta diferença é chamadaescorregar(s), dado pela fórmula: s=(Ns - N)/Ns × 100%. O escorregamento é necessário para que ocorra a indução (se a velocidade do rotor for igual à velocidade síncrona, não existe movimento relativo entre o campo magnético e os condutores do rotor, portanto nenhum EMF é induzido). Os valores típicos de escorregamento para motores de indução variam de 1% a 5% sob plena carga.