Uso e função do anel coletor e escova no motor de indução

O anel coletor e o escova no motor de indução são principalmente usados no motor de indução com rotor bobinado, em vez do motor de indução com rotor gaiola. No motor de indução com rotor bobinado, o uso e a função do anel coletor e da escova incluem principalmente os seguintes aspectos:

Anel coletor

O anel coletor é um anel metálico fixado no eixo do motor, geralmente feito de cobre. O número de anéis coletores depende do design do motor e geralmente é o mesmo que o número de fases nas bobinas do rotor. As principais funções do anel coletor são as seguintes:

• Transferência de energia: O anel coletor permite que um resistor externo ou controlador faça uma conexão elétrica com as bobinas do rotor através de uma conexão a um circuito externo, alterando assim a resistência das bobinas do rotor.

• Rotação mecânica: O anel coletor roda com o rotor do motor para garantir que o contato com a escova seja mantido enquanto o rotor está girando.

Escova elétrica

As escovas são componentes de carbono ou grafite metálico instalados na carcaça do motor, que estão em contato com o anel coletor e transmitem corrente. As principais funções da escova são as seguintes:

• Conexão condutora: A escova mantém contato com o anel coletor, formando um caminho condutor que permite que o circuito externo estabeleça uma conexão elétrica com a bobina do rotor.

• Compensação de desgaste: Devido à fricção entre a escova e o anel coletor, a escova é projetada como uma peça substituível para compensar o desgaste e garantir um bom contato por um longo período de tempo.

O princípio de funcionamento do motor de indução com rotor bobinado

A bobina do rotor do motor de indução com rotor bobinado pode ser conectada ao circuito externo, através do anel coletor e da escova, podendo ser conectada a um resistor externo ou dispositivo de regulação de velocidade. O objetivo disso é principalmente melhorar o desempenho de partida ou alcançar o controle de velocidade:

•  Melhoria do desempenho de partida: Durante a partida, resistores externos conectados por anéis coletores e escovas podem aumentar a resistência das bobinas do rotor, aumentando assim o torque de partida e reduzindo a corrente de partida. Uma vez que o motor acelere até uma velocidade suficientemente alta, a resistência externa pode ser curta-circuitada ou gradualmente reduzida para restaurar o estado operacional normal do motor.

• Controle de velocidade: Ajustando a resistência externa da bobina do rotor, a velocidade de operação do motor pode ser alterada. Este método é chamado de controle de velocidade por resistência do rotor.

Vantagens

• Aumento do torque de partida: O torque de partida pode ser significativamente aumentado aumentando a resistência do rotor.

• Redução da corrente de partida: A corrente de partida pode ser efetivamente controlada para reduzir o impacto na rede.

• Capacidade de controle de velocidade: Um certo grau de controle de velocidade pode ser alcançado através da resistência externa.

Desvantagens

• Aumento da complexidade:Em comparação com o motor de indução com rotor gaiola, o motor de indução com rotor bobinado adicionou componentes como anéis coletores e escovas, tornando a estrutura do motor mais complexa.

• Necessidades de manutenção: anéis coletores e escovas precisam ser verificados e substituídos regularmente, aumentando os custos de manutenção.

• Perda de eficiência: Aumentar a resistência do rotor resultará em uma certa perda de eficiência.

Cenário de aplicação

Os motores de indução com rotor bobinado são comumente usados em aplicações onde são necessários grandes torques de partida ou controle de velocidade, como em aplicações industriais como equipamentos de partida pesada, guindastes e guinchos.

Resumo

O anel coletor e a escova desempenham um papel crucial na conexão das bobinas do rotor com o circuito externo no motor de indução com rotor bobinado, através dos quais o desempenho de partida do motor pode ser otimizado e o controle de velocidade pode ser alcançado.