Baixe Motores de Indução Trifásicos e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! 1 MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Centro de Ensino Superior dos Campos Gerais ALUNOS: DEISE CAMPOS FELIPE RAUTTER GILNEI SOUZA MARCELO C. GOMES SADI SCHIAVON DISCIPLINA: CONVERSÃO DE ENERGIA PROF: PAULO 7° Período Noturno - 2011 2 Introdução O ano de 1866 pode ser considerado o ano do nascimento da máquina elétrica, pois foi neste ano que o cientista Werner Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. E o Motor de indução existe desde 1885, quando foi inventado quase simultaneamente, por Galileu Ferraris e Nicolas Tesla. Atualmente o motor de indução (ou motor assíncrono) trifásico tem um campo de aplicação ilimitado, e é o mais utilizado na industria,desde frações de CV até milhares de CV. Estima-se que 90% dos motores fabricados sejam de indução. 5 Introdução Esta evolução tecnológica é caracterizada principalmente, pelo desenvolvimento de novos materiais isolantes, os quais suportam temperaturas mais elevadas. Atualmente os motores elétricos estão presentes em praticamente todas as instalações industriais,comerciais e residenciais. Exemplos são os minúsculos motores que acionam os discos rígidos dos computadores, a infinidade de motores que acionam nossos eletrodomésticos e os gigantes motores que movimentam bombas, compressores, ventiladores, moinhos, extrusoras e outras infinidades de aplicações. Introdução Universo Tecnológico dos Motores elétricos EXCITAÇÃO sem SPUT-PHASE EXCITAÇÃO GAPAGITOR MDERENDENTE DE PARTIDA MOTOR MOLA CAPACITOR So TENTAÇÃO DE EsouLO PERMANENTE comPouNO BELOS sousmrados Traã, assincRoNO = = fa ttiecra rt DOIS vaLORES ROTOR IucRoNO MONGPABICO BOBINADO cine RELUTÂNCIA sincRono HISTERESE ums ES Imã PERMANENTE POLOS Sinsrano SALENTES POLOS Lisos 7 Características Construtivas Todos os motores elétricos têm em comum vários elementos construtivos. Adicionalmente, cada tipo de motor possui certos elementos específicos que o caracterizam. Entre os elementos comuns a todos os tipos de motores, estão as partes estruturais como: carcaça, estator, tampas, mancais, rotor, guias de ar, ventiladores externos e internos, trocador de calor), caixas de ligação principal e dos acessórios, flange, acessórios, etc. 10 Características Construtivas Carcaça Soldada 11 Características Construtivas Carcaças Fundidas 12 Características Construtivas O núcleo é constituído por um pacote de chapas de ferro de alta permeabilidade e baixas perdas isoladas entre si. 15 Características Construtivas O rotor é a parte girante da máquina, composta de núcleo, enrolamento e eixo. O núcleo do rotor desempenha as mesmas funções magnéticas que o núcleo do estator e também é constituído por lâminas de ferro, formando um cilindro com ranhuras na sua periferia externa. 16 Características Construtivas O número de ranhuras do estator e do rotor são diferentes e as ranhuras do rotor são inclinadas em relação ao eixo. Através destes dois artifícios impede-se que dentes do estator e do rotor confrontem-se, proporcionando um ponto de mínima relutância para o fluxo, o que dificultaria a partida nesta posição e produziria um toque não uniforme com zumbido de origem magnética durante o funcionamento do motor. 17 Características Construtivas Entre o núcleo do estator e do rotor existe uma pequena região de ar, o entreferro, que permite ao rotor girar livremente. Quanto a forma do enrolamento do rotor, os motores podem ser de dois tipos:  Rotor de gaiola de esquilo (rotor em curto circuito);  Rotor bobinado (rotor de anéis). 20 Características Construtivas Rotor de alumínio injetado 21 Características Construtivas Rotor de Barras 22 Características Construtivas Rotor de barras com canais radiais de ventilação 25 Características Construtivas Rotores Bobinados 26 Princípio de Funcionamento Para o perfeito funcionamento de um motor de indução trifásico, além do motor necessitamos de um sistema de corrente alternada trifásica. Este sistema é formado pela associação de três sistemas monofásicos de tensão V1, V2, V3, tais que a defasagem entre elas seja de 120°. Princípio de Funcionamento Sistema Trifásico n IZ 15 380 1 mu [ETTA MI et BO DS >< > PR di Tampo “io 2 SA tal Bo 30 Princípio de Funcionamento Campo Girante Trifásico O enrolamento trifásico é formado por três enrolamentos monofásico espaçados em 120°, quando este sistema é alimentado pelo sistema trifásico, as correntes I1,I2 e I3 criarão do mesmo modo campos magnéticos H1,H2 e H3 espaçados entre si de 120°. Além disso, como são proporcionais, as respectivas correntes serão defasadas no tempo também em 120° 31 Princípio de Funcionamento Campo Girante Trifásico Princípio de Funcionamento campo magnético resultante soma gráfica oe or E LA (1) (2) (3) e) (5) (6) resultante p 2H a! | a “o H 35 Princípio de Funcionamento Fórmula para cálculo da rotação síncrona 36 Cálculo da Velocidade Síncrona Calcule a rotação síncrona de um motor de 6 pólos, para rede de 60 Hz. 37 Rotação Síncrona O número de pólos do motor terá de ser sempre par, para formar os pares de pólos. A tabela abaixo demonstra algumas velocidades síncronas usuais: 40 Fator de Serviço O fator de serviço não deve ser confundido com capacidade de sobrecarga momentânea durante alguns minutos, pois geralmente os motores suportam até 60% de sobrecarga durante 15 segundos (WEG). 41 Escorregamento Se o motor gira a uma velocidade diferente da velocidade síncrona, ou seja, diferente da velocidade do campo girante, o enrolamento do rotor “corta” as linhas de força magnéticas do campo e, pelas leis do eletromagnetismo, circularão nele correntes induzidas. Quanto maior a carga, maior terá que ser o conjugado necessário para acioná-la. Para obter o conjugado, terá que ser maior a diferença de velocidade para que as correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores. Portanto, a medida que a carga aumenta, cai a rotação do motor. 42 Escorregamento Quando a carga é zero (motor em vazio) o rotor girará praticamente com rotação síncrona. A diferença entre a velocidade do motor (n) e a velocidade síncrona (ns) chama-se escorregamento (s), que pode ser expresso em “rpm”, como fração da velocidade síncrona ou como porcentagem desta. 45 Fator de Potência  O fator de potência, denominado por cos é o ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente. É a relação entre a potência elétrica real ou potência ativa e a potência aparente. 46 O Circuito Equivalente  Para conduzir os cálculos de análise de operação e facilitar o cálculo de desempenho é desejável ter um circuito equivalente: Placa de Motor Trifásico Voltagem & atmperagerm na olharem e amperagem na ligação em tridngulo a ligação em estrela 8 é |MOD aoLEs CM 3 3 Fãs Frequência em Hertz E |vilgzo] [X38 Hz [60 E EE a RE 5,2 car. | B |. Fentação por minuto FE | e E F.s 1,15 RPM 3510 z Letra - código gEl oe. E con HJIP jp os TT] Regime Continuo 5 4 3 6 4 5 ——s A, ô Esquema de ligações dos terminais para triângulo [esquerda] e para estrela (direita) 1 42 43 41 42 43 + 4 4 + + 4 R 5 T R 5 T &£ observação na placa regime continuo significa que este motor é apropriado para um Uso permanente. 50 Categoria D São caracterizados por:  torque de partida elevado (Tp ≥ 2,75Tn);  corrente de partida normal (4 a 6xIn);  alto escorregamento (Sn entre 5% e 15%);  baixo rendimento;  grande regulação de velocidade. Ex: tesouras, guilhotinas, britadores e outros 51 Categoria H  um alto torque de partida (Tp = 2 = 2Tn);  alta corrente de partida (5 a 9xIn);  pequeno escorregamento (Sn < 5%) em regime permanente;  alto rendimento. Ex: elevadores, esteiras transportadoras, guindastes, pontes rolantes e outros. 52 Classes de Isolamento  As classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas e os respectivos limites de temperatura conforme NBR-7094, são:  Classe A (105°C)  Classe E (120°C)  Classe B (130°C)  Classe F (155°C)  Classe H (180°C) 55 Referências Bibliográficas  www.weg.com.br  TAVARES, Adilson. Máquinas de corrente alternada. 1ª Ed. ETFPEL: Autores Associados, 1997  FILHO, Guilerme Fillipo. Motor de indução. Ed. Érica,  Fitzgerald, Kingsley E Umans. Máquinas elétricas. Bookman 56 OBRIGADO!