ENGENHARIA MECÂNICA MOTORES ELÉTRICOS E SUAS APLICAÇÕES

FACULDADE EDUCACIONAL ARAUCÁRIA - FACEAR

ENGENHARIA MECÂNICA

MOTORES ELÉTRICOS E SUAS APLICAÇÕES

                                                                                               

Christian Szableski

                                                                                                      Fernando Vinicius    

                                                                                                   Lucas Henequim

                                                                                             Matheus Lima

Trabalho apresentado a área de conhecimento de Projeto Integrador I, do curso de Engenharia Mecânica, da Faculdade Educacional Araucária (Facear).

Orientador: Ademir Zimmermann.

ARAUCÁRIA (PR), 2016

                SUMÁRIO

        

1 – INTRODUÇÃO        

2 – JUSTIFICATIVA        

3 – OBJETIVOS        

3.1 – Geral        

3.2 – Específicos        

4 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        

4.1 – Surgimento do motor elétrico        

4.2 – Princípios de funcionamento de um motor elétrico        

4.3 – Princípio de funcionamento de um motor elétrico CC e CA        

4.4 – Comandos Elétricos        

4.5 – Tipos de Aplicação        

4.6 – Inovações tecnológicas        

4.7 – Exemplos de aplicação voltado à indústria        

5 – MATERIAIS E MÉTODOS        

5.1 – Aspectos construtivos de um motor        

5.2 – Conversões de potência de um motor        

6 – RESULTADOS E DISCUSSÕES        

7 – CONCLUSÃO        

8 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

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 1 – INTRODUÇÃO

Neste presente trabalho trataremos sobre o tema Motores Elétricos e Aplicação industrial, desde os primórdios da humanidade busca-se maneiras de minimizar o esforço humano, um dos grandes descobrimentos foi à roda. A roda foi justamente inventada para minimizar o esforço que as pessoas tinham em transportar cargas, essa dificuldade de transporte tomava muito esforço e tempo, o que podemos similar muito bem com um motor elétrico (apresentado neste trabalho), o motor elétrico transforma a energia elétrica recebida a convertendo-a em energia mecânica. Assim como a roda, o motor veio para minimizar o esforço humano e ganhar tempo em operações de trabalho. O primeiro motor elétrico inventado foi em 1886 pelo alemão Werner von Siemens.

Apesar de serem muito distintas a comparação da roda e o motor elétrico, ambos vieram para contribuir para o crescimento e evolução da humanidade, uma vez que para sair do tempo do descobrimento da roda até a invenção do motor elétrico, muitos anos de estudos, pesquisas, protótipos e cientista surgiram nesse intervalo de tempo.

Neste trabalho iremos abordar temas como: Surgimento do motor elétrico, princípio de funcionamento do motor elétrico, formas de alimentação elétrica do motor, formas construtivas de um motor elétrico, conversão de potência do motor elétrico, tipos de aplicações do motor elétrico, exemplo de aplicação voltado à indústria e inovações tecnológicas de controle e automação do motor elétrico.

2 – JUSTIFICATIVA

Quais motivos justificam esse projeto acadêmico? Qual a relevância do assunto para o curso de engenharia mecânica e para os discentes e docente orientador? E qual será o impacto do tema abordado neste projeto? Bem, nas palavras sucintas destes autores do tema abordado, o principal motivo é a busca por novos conhecimento que foi imposta por nosso orientador, a sede de abordar um assunto e desmembrá-lo a fim de saber todos os componentes, condições e aplicações voltados os motores elétricos industriais. Daqui cinco anos quando nós formos formados engenheiros da Facear, deste assunto motores elétricos, podemos ter ampla certeza de que saberemos como surgiu, onde surgiu, como que faz, como funciona e se aplica os motores elétricos industriais.

Observamos a extrema importância deste assunto na área da engenharia mecânica, atualmente o motor elétrico é a maneira mais fácil de converter a energia elétrica em energia mecânica, afim de utilizar essa energia no transporte de cargas, sem variações de velocidades, consumo de energia ou potência. Como citado acima, qual o impacto deste tema? O maior impacto que podemos ter após a leitura e compreensão deste projeto, é refletirmos que o motor está na indústria, em residências, em shoppings, hospitais, restaurantes, escolas e etc. Porém muitos de nós não sabemos de onde veio, quem fez, como faz ou como se opera, como estaria nossas vidas se no mundo não existisse o motor elétrico? Ainda estaríamos na época das máquinas a vapor? Ou estaríamos nas máquinas a combustão? Deixamos esse questionamento para os leitores desse projeto.

3 – OBJETIVOS

3.1 – Geral

           O objetivo deste trabalho foi analisar e descrever o funcionamento e aplicação do motor elétrico, seja ela indústria ou residencial. Se aprofundando na parte construtiva, descrevendo todos os seus intuitos e como ele está presente em tudo no nosso dia a dia.

3.2 – Específicos

• Descrever o surgimento do motor elétrico, e como essa ideia se criou;

• Explicar os princípios de funcionamento de um motor elétrico e os seus comandos elétricos;

• Mostrar os tipos de aplicação de um motor elétrico, analisando motores de aplicação comercial e residencial, como portões elétricos ou bombas centrífugas;

• Descrever sua forma construtiva, analisando tipos de motores, potência, e alguns exemplos voltados à indústria.

4 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

4.1 – Surgimento do motor elétrico

A mais de 150 anos o homem vem tentando criar máquinas que convertessem energia elétrica em energia mecânica. No ano de 1886, o alemão Werner von Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto induzido, por isso, esse ano é considerado o ano do nascimento da máquina elétrica. Porém, essa máquina que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de estudos, pesquisas e invenções de muitos cientistas, durante quase três séculos. Mas, entre os anos 1600 – 1886, houve várias outras invenções e descobertas sobre máquinas elétricas que ajudaram muito na evolução e aperfeiçoamento da ideia, em 1600 o cientista Willian Gilbert publicou uma obra falando sobre a força de atração magnética e eletricidade estática, obra intitulada “De Magnete”. Cerca de 63 anos depois foi construída a primeira máquina eletroestática, pelo alemão Otto Guericke, e em 1775 foi aperfeiçoada pelo cientista suíço Martin Planta. Em meados do século XVIII se descobriu também que pelo método eletroestático poderia ser criado máquinas mecânicas. O dinamarquês Hans Christian, fez experimentos com correntes elétricas e nesses testes ele constatou que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando passava perto de um condutor aonde circulava essa corrente elétrica. Essa grande observação o permitiu reconhecer intimidade entre o magnetismo e a eletricidade, sendo esse, o primeiro passo em direção ao desenvolvimento da ideia de motor elétrico. O sapateiro Willian Sturgeon da pequena cidade de Witthingtton no Reino Unido, que junto com a sua profissão, estudava eletricidade nas horas de folga e sempre foi fascinado por magnetismo, se baseou na descoberta de Hans Christian e constatou, em 1825, que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor elétrico transformava-se em um imã quando se aplicava uma corrente elétrica, observando também que a força do imã cessava tão logo a corrente, que ela era interrompida. Estava sendo inventado o eletroímã, que seria muito importante na construção das máquinas elétricas gigantes. Em 1832, o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. “Um ano depois, em 1833, o inglês Willian Ritchie inventou o comutador construindo um pequeno motor elétrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um imã permanente. Para dar uma volta completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta através desse comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico francês H. Pixii ao construir um gerador com um imã em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de comutador.” (CARLOS ALBERTO ALVES. História dos motores elétricos.)