Como funciona um motor industrial?
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Como funciona um motor industrial?

15.03.2024 | 12 minutos de leitura

O motor industrial é utilizado para acionar máquinas e equipamentos da indústria, como bombas, ventiladores e sistemas de transporte. Por isso, tem um papel importante na automação e na eficiência dos processos produtivos.

Neste artigo, você vai entender melhor como funciona um motor industrial, quais são os tipos e outras características importantes.

O que é um motor industrial?

Motor industrial é um dispositivo projetado para transformar diferentes formas de energia em energia mecânica, impulsionando operações e máquinas em ambientes industriais.

Os motores industriais são diferentes por causa das suas características construtivas, métodos de resfriamento, classes de isolamento e configurações de enrolamento.

Eles são adaptados para otimizar o desempenho sob condições operacionais específicas, incluindo exposição a altas temperaturas, cargas mecânicas elevadas e ambientes potencialmente explosivos.

Esses motores podem operar com base em várias fontes de energia, incluindo elétrica, pneumática, hidráulica, entre outras. Contudo, os modelos elétricos são mais populares por causa da sua eficiência e possibilidade de controle.

Breve história e evolução

A história dos motores industriais começa na Primeira Revolução Industrial, quando a necessidade de mecanização para aumentar a produção e eficiência ganhou destaque.

Os primeiros motores eram predominantemente movidos a vapor, mas a invenção do motor elétrico no século XIX marcou um ponto de virada.

Desde então, os motores elétricos passaram por constantes inovações e melhorias, tornando-se mais eficientes, confiáveis e adaptáveis a uma ampla gama de aplicações industriais.

Os motores industriais elétricos variam consideravelmente em design, tamanho e capacidade, adequando-se a diferentes necessidades.

A evolução contínua dos motores industriais reflete, em especial, o progresso tecnológico e a crescente demanda por soluções mais eficientes e sustentáveis.

Hoje, inclusive, a indústria é beneficiada pelos motores que não apenas oferecem alto desempenho e confiabilidade, mas também são projetados para otimizar o consumo de energia e reduzir o impacto ambiental.

A Indústria 4.0, afinal, define uma nova era e novas preocupações com relação ao uso de equipamentos e tecnologias.

Leia também: Por que otimizar o espaço no painel elétrico industrial?

Componentes de um motor industrial elétrico

Os componentes de um motor elétrico industrial são responsáveis pelo funcionamento da peça e pela qualidade da operação industrial. Saiba mais sobre eles:

Estator

O estator é a parte estática do motor, composta principalmente por enrolamentos de cobre que, quando energizados, criam um campo magnético.

Esse campo magnético é essencial para a operação do motor, pois interage com o rotor para produzir movimento.

Rotor

Localizado no interior do estator, o rotor é a parte móvel. Dependendo do tipo de motor, pode ser um cilindro de ferro com enrolamentos ou barras de cobre (como nos motores de indução) ou um ímã permanente (em alguns tipos de motores síncronos e de corrente contínua).

O rotor gira em resposta ao campo magnético gerado pelo estator.

Caixa de terminais

A caixa de terminais é a parte em que as conexões elétricas entre o motor e a fonte de alimentação são realizadas. É um componente crucial, que permite o controle da operação do motor, incluindo o início, a parada e a reversão da direção de rotação, além de ajustes de velocidade, em alguns casos.

Ventilador

Muitos motores industriais são equipados com um ventilador acoplado ao eixo do rotor. Ele ajuda a dissipar o calor gerado durante a operação do motor, de modo a mantê-lo em uma temperatura de funcionamento segura e prolongar sua vida útil.

Carcaça

A carcaça protege os componentes internos e suporta o estator. Ela é projetada para resistir a ambientes industriais adversos, protegendo o motor contra poeira, umidade e outros contaminantes.

Além disso, a carcaça contribui para a dissipação de calor e pode incluir paletas de refrigeração para melhorar a ventilação.

Rolamentos

Os rolamentos suportam o eixo do rotor, permitindo que ele gire livremente com mínima fricção.

Eles são fundamentais para a eficiência operacional do motor e requerem manutenção regular para garantir o bom funcionamento, pois o desgaste dos rolamentos tende a levar a falhas no motor.

Leia também: Disjuntores: principais tipos e usos

Como funciona um motor industrial?

O processo básico de funcionamento envolve as partes principais do motor citadas anteriormente: o estator, o rotor e o sistema de alimentação elétrica. Veja mais detalhes a seguir:

  • Criação de campo magnético: a partir da aplicação de corrente elétrica no estator, um campo magnético é gerado. Ele varia dependendo do tipo de motor e de como a corrente é aplicada;
  • Indução e rotação do rotor: no interior do estator, encontra-se o rotor (a parte móvel do motor), que é submetido ao campo magnético criado pelo estator. Nos motores de indução, por exemplo, o campo magnético do estator induz uma corrente elétrica no rotor, criando outro campo magnético que interage com o campo do estator e, com isso, produz torque e faz o rotor girar;
  • Transferência de energia mecânica: o movimento rotativo do rotor é, então, transferido através do eixo do motor para realizar trabalho mecânico, como girar uma polia, acionar uma bomba ou mover uma correia transportadora.

Controle e eficiência

A eficiência e o controle de um motor industrial podem ser aprimorados através de dispositivos eletrônicos, como inversores de frequência, que ajustam a velocidade e o torque do motor de acordo com a necessidade da aplicação.

A integração com sistemas de automação também possibilita monitorar e otimizar o desempenho do motor em tempo real.

Leia também: Automação industrial e a eficiência energética na indústria

Tipos de motores elétricos industriais

Os motores elétricos industriais são divididos de acordo com suas características, que possibilitam aplicações diferentes na indústria. Veja quais são os principais tipos a seguir:

Motores de indução (assíncronos)

Os motores de indução são amplamente utilizados em aplicações industriais por causa da sua robustez, confiabilidade e custo relativamente baixo.

Eles operam com corrente alternada (CA) e são chamados de "assíncronos" porque a velocidade do rotor não é igual à velocidade do campo magnético gerado pelo estator.

Esse tipo de motor é ideal para aplicações que requerem uma velocidade constante sob carga variável.

Motores síncronos

Os motores síncronos operam em sincronia com a frequência da corrente de alimentação. Isso significa que sua velocidade é constante e independente da carga, desde que ela não exceda a capacidade do motor.

Eles são especialmente úteis em casos onde é necessária uma velocidade de operação muito precisa.

Os motores síncronos podem ser alimentados por corrente alternada (CA) e são frequentemente usados em aplicações industriais de alta precisão.

Motores de Corrente Contínua (CC)

Os motores de corrente contínua (CC) são conhecidos por sua capacidade de oferecer um controle preciso de velocidade e torque.

Embora a popularidade dos motores CC tenha diminuído em favor dos motores de indução, por causa da complexidade e dos custos de manutenção, eles ainda são utilizados em aplicações específicas onde o controle de velocidade é crítico.

Exemplos disso são os processos de fabricação que requerem ajustes finos de velocidade.

Servomotores

Os servomotores são uma categoria especial de motores projetados para oferecer um controle preciso de posição, velocidade e aceleração. Assim, são ideais para robótica e automação industrial.

Eles são geralmente menores, mas altamente eficientes e precisos, equipados com sensores para feedback em tempo real sobre a posição do motor.

Motores de passo

Os motores de passo são usados em aplicações que requerem movimentação para uma posição específica ou para executar um movimento preciso em etapas.

Eles operam recebendo sinais elétricos em sequências que os movem em passos discretos, de modo que haja um controle extremamente preciso do movimento angular.

Motores de passo são comuns em equipamentos como impressoras 3D, máquinas CNC e outros dispositivos de automação.

Leia também: Saiba como fazer a correção do fator de potência

Importância da proteção dos motores industriais

A proteção adequada dos motores industriais é fundamental para garantir a continuidade e a eficiência das operações.

Afinal, as consequências de uma falha de motor industrial são significativas, pois causam a paralisação da produção, prejuízos financeiros consideráveis e, em casos graves, riscos à segurança dos trabalhadores.

Fatores de risco para os motores industriais

Os motores estão sujeitos a diversos fatores de risco que tendem a comprometer seu desempenho e durabilidade:

  • Sobrecarga: operar um motor além de sua capacidade pode resultar em aquecimento excessivo e danos ao isolamento dos enrolamentos;
  • Temperatura excessiva: ambientes de alta temperatura ou falta de ventilação adequada reduzem a eficiência do motor e aceleram o desgaste;
  • Vibrações: vibrações excessivas, seja devido a desalinhamento, desbalanceamento ou condições operacionais adversas, podem causar desgaste mecânico e falhas prematuras.

A implementação de estratégias de proteção e manutenção preventiva é importante para minimizar esses e outros riscos associados aos motores industriais.

Isso inclui a instalação de dispositivos de proteção adequados, realização de inspeções regulares e monitoramento das condições operacionais dos motores.

Produtos de proteção e partida de motores da ABB

A ABB oferece uma gama de produtos de alta qualidade para a proteção e partida de motores industriais, incluindo:

  • Contatores: dispositivos usados para controlar o fluxo de corrente elétrica para o motor, permitindo o acionamento e desligamento seguros;
  • Disjuntores motor: fornecem proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos, a fim de garantir a segurança operacional do motor;
  • Soft Starters: facilitam a partida suave de motores, de modo a reduzir o estresse mecânico e elétrico no momento do arranque e aumentar a vida útil do equipamento.

Garanta a eficiência e segurança dos motores industriais com a ABB

Os produtos da ABB, como contatores, disjuntores motor e softstarters, desempenham um papel muito importante na otimização e na proteção dos motores industriais.

Para saber mais sobre como essas soluções podem beneficiar suas operações industriais e garantir a máxima eficiência e segurança, visite o site da ABB e explore as opções disponíveis para atender às necessidades específicas do seu processo produtivo.

Autor

Abel Santos

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