Portuguese 
English 
French 
German 
Spanish 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
Um motor CC pode converter corrente contínua em energia mecânica rotacional de forma estável, principalmente abordando o problema do "campo magnético unidirecional" gerado pela corrente contínua por meio de um projeto estrutural especial. Ele depende de um "comutador" para manter uma direção consistente da 受力 (força) do rotor, e sua operação envolve três componentes principais — estator, rotor e comutador —, bem como dois processos principais: ação de força eletromagnética direcional e comutação mecânica. O princípio específico pode ser dividido nas três partes a seguir:
1. Componentes principais: Construindo a “Estrutura Estrutural” para a Força Direcional
O projeto estrutural de um motor CC é centrado na necessidade de “rotação contínua”, com cada um dos três componentes servindo a um propósito distinto:
- Estator: Como parte fixa do motor, ele consiste principalmente de polos magnéticos principais, uma carcaça e escovas. Os polos magnéticos principais são geralmente enrolados com enrolamentos de campo; quando uma corrente contínua passa por eles, um campo magnético constante (com polos N e S alternados) é gerado, proporcionando um ambiente propício à força exercida pelo rotor. As escovas são fixadas na carcaça — uma extremidade é conectada a uma fonte de alimentação CC externa e a outra extremidade está em contato com o comutador do rotor, responsável por transmitir a corrente ao rotor.
- Rotor (Armadura): Localizado dentro do campo magnético do estator, ele pode girar em torno do eixo do motor e é composto por um núcleo de armadura e enrolamentos de armadura. O núcleo de armadura é feito pelo empilhamento de chapas de aço silício para reduzir as perdas por correntes parasitas. Os enrolamentos de armadura são enrolados nas ranhuras do núcleo de acordo com um padrão específico e servem como componente central para gerar força eletromagnética por meio da interação entre a corrente e o campo magnético.
- Comutador: Uma "inovação fundamental" dos motores CC, é fixado no eixo do rotor e conectado a ambas as extremidades dos enrolamentos da armadura. É composto por múltiplos segmentos de cobre isolados (o número de segmentos de cobre corresponde ao número de espiras nos enrolamentos da armadura). Atuando como um "conversor de direção de corrente", ele altera a direção da corrente nos enrolamentos da armadura em tempo real por meio do contato deslizante com as escovas.
2. Mecanismo Operacional: A “Lógica Central” para Alcançar a Rotação Contínua
A rotação de um motor DC depende da sinergia entre “geração de força eletromagnética” e “ajuste do comutador”, com o processo específico dividido em duas etapas:
- Geração direcional de força eletromagnética: Quando uma corrente contínua externa flui para o comutador através das escovas e, em seguida, para os enrolamentos da armadura, os condutores dos enrolamentos da armadura — localizados no campo magnético constante do estator — sofrem uma força eletromagnética de acordo com a Regra da Mão Esquerda de Fleming. Por exemplo, os condutores abaixo do polo N do estator sofrem uma força para a direita, enquanto aqueles abaixo do polo S sofrem uma força para a esquerda. Essas forças, em conjunto, formam um torque eletromagnético que impulsiona o rotor a girar no sentido horário.
- Função de comutação do comutador: Quando o rotor gira até o ponto em que "os condutores dos enrolamentos da armadura cruzam a linha central dos polos magnéticos do estator", se a direção da corrente permanecer inalterada, a direção do campo magnético que atua nos condutores se inverterá, fazendo com que a direção da força eletromagnética se inverta e impedindo que o rotor gire continuamente. Neste ponto, o comutador gira sincronizadamente com o rotor. Através da comutação de contato entre os segmentos de cobre e as escovas, ele inverte precisamente a direção da corrente no condutor — a corrente que estava originalmente fluindo para dentro agora flui para fora — mantendo a mesma direção da força eletromagnética (ainda levando o rotor a girar no sentido horário). Este ciclo se repete: cada vez que o rotor gira 180°, o comutador ajusta a direção da corrente uma vez, garantindo que o rotor sempre receba um torque eletromagnético na mesma direção e permitindo a rotação contínua.
3. Significado prático do princípio: Determinação do desempenho e aplicações de motores CC
Este princípio fundamental confere aos motores CC vantagens únicas: ajustando a tensão da armadura ou a corrente de campo, é possível obter facilmente uma regulação suave da velocidade (por exemplo, variação contínua de baixa para alta velocidade). Além disso, eles têm um alto torque de partida, permitindo a partida de equipamentos de carga pesada. Portanto, os motores CC são amplamente utilizados em cenários que exigem alta precisão no controle de velocidade, como acionamentos de fuso para máquinas-ferramentas e máquinas de tração de elevadores no setor industrial, sistemas de acionamento para veículos elétricos tradicionais no setor de transportes e ferramentas elétricas e motores de esteira em eletrodomésticos. No entanto, devido ao atrito mecânico entre o comutador e as escovas, os motores CC têm custos de manutenção relativamente mais altos e uma vida útil mais curta em comparação aos motores CA. Isso também impulsionou o desenvolvimento de motores CC sem escovas (que usam comutação eletrônica em vez de comutação mecânica).
