Um motor CC escovado é um dispositivo elétrico compacto projetado para converter energia elétrica em movimento mecânico. É amplamente utilizado em carros de brinquedo, ferramentas elétricas, pequenos ventiladores e vários aparelhos compactos.
Vamos começar com os componentes externos. O motor é envolto em uma carcaça de metal, comumente referida como o estator. Dentro do estator, você normalmente encontrará dois ímãs permanentes ou um único ímã anular. Esses ímãs formam os pólos norte e sul do campo magnético.
Uma extremidade do motor apresenta um eixo saliente, também conhecido como eixo de saída, que pode ser acoplado a componentes adicionais, como engrenagens sem fim, caixas de engrenagens, pás de ventilador, polias ou sistemas de transmissão.
A extremidade oposta do motor abriga a tampa traseira, que pode ser feita de plástico ou metal. Montados nesta tampa estão dois pinos terminais. Quando uma fonte de alimentação é conectada a esses terminais, o rotor interno gera um campo magnético, convertendo energia elétrica em energia mecânica—fazendo com que o eixo gire.
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Depois que a carcaça do motor é desmontada, os componentes internos se tornam visíveis:
No núcleo está um eixo de aço, que transmite energia rotacional para fora do motor para acionar uma carga.
Fixado ao eixo está o rotor, composto por várias chapas de aço silício laminadas empilhadas. Para garantir o isolamento elétrico e a rotação suave, a superfície do rotor geralmente é revestida ou isolada com plástico.
Dentro das ranhuras do rotor estão enroladas firmemente bobinas de fio de cobre. Quando a corrente elétrica flui por essas bobinas, elas produzem um campo eletromagnético dinâmico. Ao controlar a polaridade e o tempo do campo, uma força eletromagnética rotacional é gerada, acionando o motor.
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As extremidades das bobinas são conectadas a um componente chamado comutador, que é tipicamente feito de três contatos de cobre segmentados, cada um eletricamente isolado um do outro e do eixo central. O comutador é montado diretamente no eixo e gira com ele. Cada enrolamento da bobina é conectado a um dos segmentos do comutador.
Na tampa traseira, você encontrará as escovas, que mantêm o contato elétrico contínuo com o comutador. As escovas são tipicamente feitas de metais preciosos ou carbono, dependendo da vida útil e das condições de desempenho exigidas. Os engenheiros selecionam o material da escova apropriado com base nas necessidades da aplicação.
À medida que o comutador gira entre as duas escovas, ele muda mecanicamente a direção do fluxo de corrente através dos enrolamentos. Essa comutação é o que permite que o motor mantenha a rotação unidirecional.
Veja como a corrente flui:
Entra por um pino terminal,
Passa pela escova superior,
Flui para um segmento do comutador,
Entra na bobina do rotor,
Sai pela escova inferior e pelo segmento do comutador oposto,
E finalmente sai pelo segundo pino terminal.
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Em resumo, um motor CC escovado em miniatura consiste principalmente nos quatro componentes a seguir:
Estator:
Contém ímãs permanentes (como Nióbio Ferro Boro ou Ferrite) ou bobinas eletromagnéticas, criando um campo magnético estático. O estator é fixado à carcaça externa do motor, que também suporta toda a estrutura do motor.
Rotor:
Composto por lâminas de aço silício empilhadas e enrolamentos da armadura. Os enrolamentos são alimentados através do comutador e das escovas para produzir um campo magnético rotativo. O rotor é acoplado ao eixo do motor para saída de energia.
Comutador:
Um anel de cobre segmentado que gira com o rotor. Ele inverte a direção da corrente através das bobinas no momento certo, permitindo a rotação contínua.
Escovas:
Contatos condutores com mola (metal ou carbono) que pressionam contra o comutador, fornecendo corrente aos enrolamentos rotativos.
Juntos, esses componentes formam um sistema compacto, mas poderoso, capaz de converter corrente elétrica direta em energia mecânica rotacional.
Em nosso próximo artigo, exploraremos vários modelos de motores CC e seus cenários de aplicação.
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