Motor de tração

Aplicações de transporte

Estrada de Ferro

Os primeiros motores de corrente contínua usados nas ferrovias. Estes motores normalmente funcionavam com cerca de 600 volts. Os semicondutores de alta potência foram desenvolvidos para controlar a comutação de motores CA. Eles fizeram dos motores de indução CA uma escolha melhor. Um motor de indução não requer contatos no interior do motor. Estes motores CA são mais simples, e mais confiáveis que os antigos motores CC. Motores de indução CA conhecidos como motores de tração assíncrona.

Antes de meados do século 20, um único motor de grande porte era freqüentemente usado para acionar várias rodas através de bielas. Esta era a mesma maneira que as locomotivas a vapor giravam suas rodas motrizes. Agora, a prática normal é usar um motor de tração para acionar cada eixo por meio de uma engrenagem.

Normalmente, o motor de tração é montado entre a estrutura da roda e o eixo motor. Isto é chamado de "motor de tração com nariz suspenso". O problema com esta montagem é que parte do peso do motor está sobre o eixo. Isto faz com que a esteira e a estrutura se desgastam mais rapidamente. As locomotivas elétricas "Bi-Polar" construídas pela General Electric para a Estrada Milwaukee tinham motores de tração direta. O eixo giratório do motor era também o eixo das rodas.

O motor CC é feito em duas partes: a armadura rotativa e os enrolamentos de campo fixos. Os enrolamentos de campo, também chamados de estator, envolvem a armadura. Os enrolamentos de campo são feitos de bobinas de arame firmemente enroladas dentro da caixa do motor. A armadura, também chamada de rotor, é outro conjunto de bobinas de arame enroladas ao redor do eixo central. A armadura é conectada aos enrolamentos de campo através de escovas. As escovas são contatos carregados por mola que pressionam contra o comutador. O comutador envia a eletricidade de forma circular aos enrolamentos da armadura. Um motor enrolado em série tem a armadura e os enrolamentos de campo conectados em série. Um motor de corrente contínua enrolado em série tem uma baixa resistência elétrica. Quando a tensão é aplicada ao motor, ele faz um forte campo magnético dentro do motor. Isto produz uma alta quantidade de torque, por isso é bom para a partida de um trem. Se for enviada mais corrente do que a necessária ao motor, haveria muito torque e as rodas girariam. Se for enviada muita corrente para o motor, isso pode danificar o motor. As resistências são usadas para limitar a corrente quando o motor arranca.

Quando o motor CC começa a girar, os campos magnéticos internos começam a se unir. Eles criam uma tensão interna. Esta força eletromagnética (CEM) trabalha contra a tensão enviada para o motor. A CEM controla o fluxo de corrente no motor. À medida que o motor acelera, o CEM cai. Menos corrente flui para o motor, e ele produz menos torque. O motor pára de aumentar sua velocidade quando o torque coincide (é o mesmo que) o arrasto no trem. Para acelerar o trem, mais voltagem deve ser enviada para o motor. Uma ou mais resistências são removidas para aumentar a voltagem. Isto aumentará a corrente. O torque aumentará, assim como a velocidade do trem. Quando não houver resistores no circuito, a tensão total da linha é aplicada diretamente no motor.

Em um trem elétrico, o maquinista tinha originalmente que controlar a velocidade mudando a resistência manualmente. Em 1914, a aceleração automática estava sendo usada. Isto era conseguido por um relé de aceleração no circuito do motor. Isto era freqüentemente chamado de relé de entalhes. O relé vigiava a queda da corrente e controlava a resistência. Tudo o que o motorista tinha que fazer era selecionar a velocidade baixa, média ou total. Essas velocidades são chamadas de derivação, série e paralela da forma como os motores eram conectados.

Veículos rodoviários

Veja também: Veículo elétrico híbrido e Veículo elétrico

Tradicionalmente os veículos rodoviários (carros, ônibus e caminhões) utilizavam motores a diesel ou a gasolina com transmissão. Na segunda metade do século XX, começaram a ser desenvolvidos veículos com sistemas de transmissão elétrica. Esses veículos têm uma fonte de eletricidade a partir de baterias ou células de combustível. Eles também podem ser movidos por um motor de combustão interna.

Um benefício do uso de motores elétricos é que alguns tipos podem gerar energia. Eles atuam como um dínamo durante a frenagem. Isto ajuda a melhorar a eficiência do veículo.

Refrigeração

Devido aos altos níveis de potência utilizados pelos motores de tração, eles criam muito calor. Eles normalmente requerem resfriamento, muitas vezes com ar forçado.