Como a velocidade de um motor CC com escovas depende da tensão e da carga?

A velocidade é definida pela força contraeletromotriz, que equilibra a tensão de alimentação menos a queda na resistência de armadura: E = V − I × Ra, e a velocidade é proporcional a E. Aumentar a tensão eleva a velocidade quase proporcionalmente; mais carga aumenta a corrente e a queda I × Ra, e a velocidade cai um pouco. O motor trava quando o conjugado da carga excede o que a corrente máxima consegue produzir.

Como inverter o sentido de rotação de um motor CC com escovas?

Em um motor com escovas de ímãs permanentes, inverte-se a polaridade da tensão aplicada à armadura; a corrente nos condutores muda de sentido e o conjugado também. Na prática, uma ponte H faz isso eletronicamente. O ajuste de polaridade do simulador mostra o rotor invertendo o giro quando você a troca.

Existe um simulador online gratuito de motor CC com escovas?

Sim. O simulador de motor CC com escovas da Curvo Studio roda de graça no navegador, sem instalação nem conta. Você define os dados de placa, a tensão de alimentação, a carga e a polaridade e vê as escovas e o comutador em um corte 3D, junto com velocidade, corrente e conjugado durante a partida.

Simulador de Motor CC com Escovas

O que é um motor CC com escovas?

Princípio de funcionamento

Um motor CC com escovas produz conjugado a partir da força sobre um condutor percorrido por corrente dentro de um campo magnético. O campo vem de ímãs permanentes ou de enrolamentos de campo no estator; a corrente circula pelas bobinas da armadura, no rotor. Um comutador mecânico e um par de escovas de carvão invertem a corrente de armadura a cada meia volta, de modo que o conjugado empurra sempre no mesmo sentido. É esse comutador que faz a máquina funcionar com corrente contínua pura.

Força contraeletromotriz e controle de velocidade

Ao girar, a armadura gera uma força contraeletromotriz que se opõe à tensão aplicada. A corrente que realmente circula é a diferença entre as duas dividida pela resistência de armadura, o que torna o motor naturalmente autorregulado: sob carga ele desacelera, a fcem cai e corrente e conjugado sobem. A velocidade é praticamente proporcional à tensão aplicada, então um simples ajuste de tensão ou de PWM dá controle de velocidade linear e suave em toda a faixa.

Corrente de partida e conjugado

No instante da energização o rotor está parado, não há fcem e apenas a pequena resistência de armadura limita a corrente. A corrente de partida ou de rotor bloqueado pode ser muitas vezes a nominal, e é também por isso que o motor CC entrega conjugado altíssimo desde a velocidade zero. A mesma relação significa que um motor mecanicamente travado permanece indefinidamente na corrente de bloqueio e superaquece rapidamente se um controlador não a limitar.

Vantagens e limites

Motores CC com escovas são baratos, dispensam comutação eletrônica e são triviais de acionar, o que os mantém em brinquedos, atuadores automotivos, ferramentas elétricas e projetos de hobby. O preço é o conjunto de escovas: elas se desgastam, geram pó e faíscas, limitam a rotação máxima e exigem manutenção periódica. Quando vida útil ou eficiência importam mais, um motor brushless faz a mesma comutação eletronicamente.

Perguntas frequentes

Como a velocidade de um motor CC com escovas depende da tensão e da carga?: A velocidade é definida pela força contraeletromotriz, que equilibra a tensão de alimentação menos a queda na resistência de armadura: E = V − I × Ra, e a velocidade é proporcional a E. Aumentar a tensão eleva a velocidade quase proporcionalmente; mais carga aumenta a corrente e a queda I × Ra, e a velocidade cai um pouco. O motor trava quando o conjugado da carga excede o que a corrente máxima consegue produzir.
Como inverter o sentido de rotação de um motor CC com escovas?: Em um motor com escovas de ímãs permanentes, inverte-se a polaridade da tensão aplicada à armadura; a corrente nos condutores muda de sentido e o conjugado também. Na prática, uma ponte H faz isso eletronicamente. O ajuste de polaridade do simulador mostra o rotor invertendo o giro quando você a troca.
Existe um simulador online gratuito de motor CC com escovas?: Sim. O simulador de motor CC com escovas da Curvo Studio roda de graça no navegador, sem instalação nem conta. Você define os dados de placa, a tensão de alimentação, a carga e a polaridade e vê as escovas e o comutador em um corte 3D, junto com velocidade, corrente e conjugado durante a partida.

Motor CC escovado

Curvas de velocidade e corrente