Download - APOSTILA 7 MOTORES ELETRICOS
ESCOLA ESTADUAL TECNICO INDUSTRIAL PROFESSOR FONTES
CURSO DE MECANICA / COMANDOS ELETRICOS
2009
APOSTILA 7 MOTORES ELETRICOS
CONTEÚDO
O UNIVERSO DOS MOTORES ELETRICOS INTRODUÇÃO AOS MOTORES E GERADORES GERADORES ELETRICOS
GERADORES SINCRONOS GERADORES ASSINCRONOS DE INDUÇÃO
MOTORES ELETRICOS ROTOR ESTATOR
CLASSIFICAÇÃO DOS MOTORES ELETRICOS MOTORES DE CORRENTE CONTINUA TIPO DE MOTORES DE CORRENTE CONTINUA
MOTOR SERIE MOTOR PARALELO OU SHUNT MOTOR MISTO
INVERÇAO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO E CONTROLE DE VELOCIDADE DO MOTOR CC
MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA MOTORES SINCRONOS CA MOTORES ASSINCRONOS CA
MOTORES ESPECIAIS MOTORES DE CORRENTE CONTINUA ESPECIAIS MOTOR DE PASSO SERVO MOTORE MOTOR UNIVERSAL
ACIONAMENTO E PROTEÇÃO DE MOTORES LIGAÇÃO DE MOTORES TRIFASICOS PARTIDA DE MOTORES
INVERSÃO DE FREQUENCIA
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Introdução aos Geradores e Motores Elétricos
Na natureza a energia se encontra distribuída sob diversas formas: Como energia
mecânica, térmica, luminosa e outras formas; no entanto a energia mecânica é a mais
conhecida forma de energia na qual o ‘homem’ tem mais domínio. A energia mecânica,
tal como ela está disponível na natureza é de difícil utilização prática, além de ser uma
energia variável no tempo. Então se converte a energia mecânica em Energia Elétrica,
através das Máquinas Elétricas conhecidas como geradores. A energia elétrica possui
as vantagens de ser uma energia limpa, de fácil transporte e de fácil manuseio, podendo
ser reconvertida em energia térmica, luminosa, eletromagnética, e também em energia
mecânica. Quem efetua esta última transformação são as Máquinas Elétricas conhecidas
como motores.
O motor é um elemento de trabalho que converte energia elétrica em energia
mecânica de rotação.
O gerador é uma máquina que converte energia mecânica de rotação em energia
elétrica.
GERADORES ELÉTRICOS
Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica,
química ou outra forma de energia em energia elétrica.
Tipos de geradores que convertem energia mecânica em elétrica:
Gerador Síncrono
Gerador de Indução ou Assincrono
Gerador de Corrente contínua
Tipos de geradores que convertem energia quimica/fisica em elétrica:
Geradores de célula à combustível (pilha)
Geradores fotovoltáicos ( energia solar)
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O tipo mais comum de gerador elétrico e o dínamo (gerador de corrente
contínua)
O dínamo funciona convertendo a energia mecânica contida na rotação do eixo
do motor, fazendo com que a intensidade do campo magnético produzido por um Ímã
permanente, varie no tempo. Ecitando o compo magnético e provacondo um fluxo de
eletrons. Este tipo de gerador é muito comum em bicicletas e motos, com farol.
Gerador síncrono
É um dos tipos mais importantes de máquinas elétricas. Geradores síncronos são
utilizados em todas as usinas hidrelétricas e termelétricas.
O nome Síncrono se deve ao fato desta máquina operar com uma velocidade de
rotação constante sincronizada com a frequencia da tensão alternada aplicada nos
terminais da mesma.
Gerador assíncrono ou de indução
Este tipo de gerador tem seu desempenho muito inferior aos demais tipos de
geradores, sendo este utilizado mais como motor. Uma vez que o seu desempenho como
motor, e mais aceito na indústria devido ao seu baixo custo.
MOTORES ELÉTRICOS
Motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em
mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois
combinam as vantagens da energia elétrica de baixo custo, a
facilidade de transporte, limpeza e a simplicidade de seu
comando. Sua construção é simples e de custo reduzido sendo
de grande versatilidade na adaptação às cargas dos mais
diversos tipos com um ótimo rendimento.
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Num motor elétrico, distinguem-se essencialmente duas peças:
O estator, conjunto de elementos fixados à carcaça da máquina. E o rotor,
conjunto de elementos fixados em torno do eixo, internamente ao estator.
O Rotor é composto de:
a) Eixo da Armadura: responsável pela transmissão de energia mecânica para
fora do motor, pelo suporte dos elementos internos do rotor e pela fixação ao estator,
por meio de rolamentos e mancais.
b) Núcleo da Armadura: composta de lâminas de Fe-Si, isoladas umas das
outras, com ranhuras axiais na sua periferia para a colocação dos enrolamentos da
armadura.
c) Enrolamento da Armadura: São bobinas isoladas entre si e eletricamente
ligadas ao comutador.
d) Comutador: consiste de um anel com segmentos de cobre isolados entre si e
eletricamente conectados às bobinas do enrolamento da armadura.
O Estator é composto de:
a) Carcaça: serve de suporte ao rotor, aos pólos e de fechamento do fluxo
magnético.
b) Enrolamento de campo: são bobinas que geram um campo magnético
intenso nos pólos.
c) Pólos ou sapatas polares: distribui o fluxo magnético produzido pela bobinas
de campo.
d) Escovas: são barras de carvão e grafite que estão em contato permanente
como comutador.
<<< Estator e Rotor
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Todo motor, apresenta suas principais característica elétricas escrita sobre o
mesmo ou em uma placa de identificação.
Os principais dados elétricos são:
Tipo de motor,
Tensão nominal,
Corrente nominal,
Freqüência,
Potência mecânica,
Velocidade nominal,
Esquema de ligação,
Grau de proteção,
Temperatura máxima de funcionamento,
Fator de serviço,
Etc..
OS MOTORES ELÉTRICOS SÃO CLASSIFICADOS COMO:
Motores de Corrente Contínua
Motores Série
Motores Paralelos
Motores Composto ou Misto
Motores de Corrente Alternada
Motores Síncronos
Motores Assíncronos
Motores Especiais
Servos motores
Motores de Passo
Universais
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MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
Motores de Corrente Contínua
Motor Série
Motor Paralelo
Motor Composto ou Misto
Os motores de corrente contínua, são motores de custos elevados, além disso,
precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a
corrente alternada em corrente continua. Podem funcionar com velocidade ajustável e se
prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos
especiais em que estas exigências compensam o custo alto da sua instalação, ou de
alimentação, como é o caso de eletros eletrônicos que fazem o uso de pilhas e baterias.
Partes constituintes do motor de corrente contínua
Rotor (armadura)
Parte girante da máquina, montada sobre o eixo da máquina, construído de um
material ferromagnético envolto em um enrolamento chamado de enrolamento de
armadura e o anel comutador. Este enrolamento suporta uma alta corrente em
comparação ao enrolamento de campo e é o circuito responsável por transportar a
energia proveniente da fonte de energia.
Estator (Campo ou excitação)
Parte estática da máquina, montada em volta do rotor, de forma que o mesmo
possa girar internamente. Também é constituído de material ferromagnético, envolto em
um enrolamento de baixa potência chamado de enrolamento de campo que tem a função
apenas de produzir um campo magnético fixo para interagir com o campo da armadura.
Em algumas máquinas comercializadas no mercado é possível encontrar enrolamentos
de compensação que tem como função compensar o efeito desmagnetizante da reação
de armadura e enrolamentos de comutação que tem como função diminuir o faísca
mento no anel comutador.
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Escovas
Peças de carvão responsáveis por conduzir a energia para o circuito do rotor.
A Figura abaixo, nos mostra as partes internas de um motor de corrente contínuo
básico e sua representação esquemática.
Motor de Corrente Contínua com 2 Pólos
O motor de corrente contínua apresenta quatro terminais acessíveis, dois para as
bobinas de campo (terminais 3 e 4) e dois para as bobinas de armadura (terminais 1 e 2).
Em alguns motores de baixa potência, as bobinas de campo são substituídas por
ímãs permanentes. Neste caso, o motor apresenta apenas dois terminais de acesso
(terminais 1 e 2 ).
O princípio de funcionamento elementar de um motor de corrente contínua está
baseado na Força mecânica que atua sobre um condutor imerso num campo magnético,
quando sobre ele circula uma corrente elétrica.
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CV ?
Tipos de Motores de Corrente Contínua
Os motores CC são divididos de acordo com o tipo de conecção entre as bobinas
do rotor e do estator. Se forem conectados em série, são chamados de Motor Série. Se
em paralelo, são chamados de Motor Paralelo. E motores Mistos ou Compostos.
Motor CC Série
Neste tipo de motor a corrente que circula pelo campo é o mesmo que circula
pela armadura. Sendo o torque do motor, proporcional ao fluxo magnético, que por sua
vez é proporcional à corrente de campo.
O torque apresenta uma relação exponencial com a corrente de armadura. Sendo
esta corrente de alto valor. Concluído portanto que o torque de partida do motor série é
muito grande.
Devido a esta característica este motor é utilizado para acionar trens elétricos,
metrôs, elevadores, ônibus elétricos, automóveis elétricos, etc. Este motor é conhecido
como motor universal por poder funcionar também em corrente alternada. Porém este
tipo de aplicação só é viável economicamente para pequenos motores de fração de CV.
O CV (cavalo-vapor), é uma unidade de potencia que equivale a 75kgf.m.s-¹ Um kgf.m, por sua vez corresponde ao trabalho gasto para se elevar uma massa de um quilograma a
um metro de altura ao nível do mar. Pouco utilizada no meio científico devido à existência de uma unidade específica para isso no Sistema Internacional de Unidades... o Watt. Porém, a
sua utilização persiste, nomeadamente no meio da indústria automobilística, para classificar a potência máxima dos motores de combustão interna. Nos países anglo-saxónicos, utiliza-se o horse power, de símbolo hp, que é uma unidade de mesma escala de grandeza, mas com valores diferentes. O Horse Power define-se como sendo a potência necessária para elevar verticalmente a uma velocidade de 1 pé/min uma massa de 33.000 libras.
1 CV = 735,49875 W. 1 HP = 745,6987158227022 W 1 HP = 1,0139 CV 1 CV = 0,9863 HP
Motor Paralelo ou Shunt
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No caso do motor Shunt a corrente de armadura somada à corrente de campo nos
dá a corrente da fonte de alimentação do motor. Nesse caso, a tensão aplicada na
armadura é a mesma que é aplicada no campo. Sendo o fluxo magnético produzido pelo
campo praticamente constante.
Neste tipo de motor, o torque de partida não é tão alto quanto no motor série,
portanto não deve ser usado em cargas que exigem alto torque de partida.
Então, se a corrente de armadura for grande (na partida), a velocidade do motor
é pequena e cresce na medida em que aumenta a tensão até alcançar o seu valor
nominal. Este motor não tem problemas de excesso de velocidade na partida sem carga.
Motor misto ou composto
São motores com dois enrolamentos de excitação, um em série e outro em
derivação, podendo existir o esquema de ligação longo ou curto e composto aditivo ou
subtrativo. Neste esquema de ligação utilizam-se uma combinação da excitação série e
shunt, de forma a aproveitar os benefícios de ambas as ligações. Em muitas aplicações o
enrolamento série é utilizado para compensar o efeito desmagnetizante da reação de
armadura.
Inversão no Sentido de Rotação e Controle de Velocidade do Motor CC
Para a inversão do sentido de rotação nos motores de corrente contínua, basta
inverter as conexões das bobinas de campo (trocar o terminal 3 pelo 4) ou inverter as
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conexões da bobina da armadura (trocar o terminal 1 pelo 2). Caso o motor seja de ímã
permanente, basta inverter os terminais da armadura.
Para inverter o sentido de rotação de qualquer motor CC é necessário inverter a
corrente de armadura em relação ao corrente de campo. Deve-se inverter somente um
deles, e a inversão em ambos os circuitos manterão no mesmo sentido de rotação.
No momento da inversão, o motor que está girando num sentido, entra num
processo de frenagem (freio) até alcançar a velocidade zero e depois começa a girar no
sentido contrário.
Essa etapa de frenagem é muito importante para trens, elevadores, guindastes
que necessitam de Força de Frenagem.
A principal aplicação dos motores de corrente contínua é o acionamento de
máquinas com controle preciso de velocidade.
Motores de Corrente Alternada
Motores de Corrente Alternada
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Motores Síncronos
Motores Assíncronos
Os motores de corrente alternada são os mais utilizados, porque a distribuição de
energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Seu princípio de
funcionamento é baseado no campo girante, que surge quando um sistema de corrente
alternada trifásico é aplicada em pólos defasados fisicamente em 120º. Dessa forma,
como as correntes são defasadas 120º, em cada instante um par de pólos possui o campo
magnético de maior intensidade, causando a sua movimentação.
Neste tipo de motor, o fluxo magnético do estator é gerado nas bobinas de
campo, pela corrente alternada da fonte de alimentação monofásica ou trifásica,
portanto trata-se de um campo magnético cuja intensidade varia continuamente e sua
polaridade é invertida periodicamente.
Motores Síncronos CA
No motor síncrono CA, o rotor é constituído por um ímã permanente ou bobinas
alimentadas em corrente contínua mediante anéis coletores. Neste caso, o rotor gira com
uma velocidade diretamente proporcional a freqüência da corrente no estator e
inversamente proporcional ao número de pólos magnéticos do motor.
São motores de velocidade constante sendo utilizados somente para grandes
potências devido ao seu alto custo de fabricação.
Motores Assíncronos
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No motor assíncrono ou de indução, o rotor possui vários condutores conectados
em curto circuito no formato de uma “gaiola de
esquilo”, conforme mostra a figura.
O campo magnético variável do estator,
induz uma correntes senoidal nos condutores da
gaiola do rotor. Estas correntes induzidas, por sua
vez, criam um campo magnético no rotor que se
opõe ao campo indutor do estator.
Como os pólos de mesmo valor se
repelem, então há uma força no sentido de giro no
rotor. O rotor gira com uma velocidade “ n ” um pouco inferior à velocidade síncrona,
isto é, a velocidade da corrente do campo.
Este tipo de motor não possui uma sincronia com rede elétrica. Observa-se que
este tipo de motor não consegue partir, isto é, acelerar a partir da velocidade zero até a
nominal. As forças que atuam nas barras “curto circuitadas” se opõem uma à outra,
impedindo o giro. Então, na partida, utiliza-se uma bobina de campo auxiliar, defasada
em 90º(graus) das bobinas de campos principais, que cria um campo magnético auxiliar
na partida. Assim, o fluxo resultante inicial está defasado em relação ao eixo
produzindo um torque de giro. Após a partida, não há mais a necessidade do
enrolamento auxiliar, pois a própria inércia do rotor compõe a força que mantém o giro.
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Motores Especiais
Motores de corrente continua e alternada com aplicações especiais
Motores de passo
Servos motores
Motores Universais
Motores de corrente continua especiais
Os motores de corrente continua são divididos em dois tipos: Com escova e sem
escova.
Os motores de corrente contínua sem escovas motores de passo ou BLDC
(Brushless DC) oferecem diversas vantagens sobre os motores de corrente continua
com escova. Dentre as quais se podem destacar a confiabilidade mais elevada, o ruído
reduzido, a vida útil mais longa (devido a ausência de desgaste da escova), a eliminação
da ionização do comutador, e a redução total de interferencia eletromagnética (EMI).
A desvantagem principal do motor sem escovas é o custo mais elevado, a qual se
deve a dois fatores: Primeiramente, estes motores requerem dispositivos MOSFET de
alta potência na fabricação do controlador eletrônico de velocidade. Por outro lado, os
motores de corrente contínua com escovas podem ser regulados por um resistor variável
simples (potenciômetro ou reostato), mesmo sendo ineficiente, ele também pode ser
satisfatório para algumas aplicações dependendo do custo-benefício.Os motores BLDC
necessitam de um circuito integrado, para controlar de forma eletrônica a velocidade
para assim oferecer o mesmo tipo de controle variável.
Em segundo, ao comparar técnicas de construção e manufatura entre BLDC e os
motores escovados, muitos projetos de BLDC requerem trabalho manual, no caso de
fixação da bobinas do estator. Por outro lado, os motores com escovas usam
enrolamentos que podem ser bobinados automaticamente e são portanto mais
econômicos.Os motores BLDC são considerados mais eficientes do que os motores de
corrente contínua escovados. Isso significa que para a mesma potência de entrada, os
motores BLDC converterão mais energia elétrica em energia mecânica do que um motor
de corrente contínua escovado.
A eficiência é maior na região de "baixa-carga" e "à vazio" na curva
característica do motor. Sob cargas mecânicas elevadas, os motores BLDC e os motores
escovados de alta qualidade são equivalentes em eficiência.
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Aplicações
Os motores BLDC podem ser aplicados em toda função que seja atualmente
feita pelos motores de C.C. com escovas. Por enquanto o custo é o maior impedimento
para que os motores BLDC substituam os motores com escovas, na maioria das áreas
comuns de uso. No entanto, estes motores BLDC dominam muitas aplicações existentes
em computadores, tais como dispositivos de movimentação dos HDs, CDs e DVDs.
Também é usado na refrigeração dos PCs por meio dos Coolers (ventiladores) que usam
os motores BLDC quase exclusivamente. Para baixa velocidade e baixa potência, os
Motores sem escovas são usados em gira discos (motores de antigos toca discos).
Motores BLDC de alta potência são encontrados em veículos elétricos e alguns
maquinários industriais. Estes motores são essencialmente motores CA síncronos com
rotores de ímã permanente.
Os motores de corrente contínua sem escovas podem ser ainda, simples de dois
terminais, ou mais complexos de vários terminais, denominados “motores de passos”.
Os motores CC sem escovas simples são muito utilizados, por exemplo, em
ventiladores de computadores, por serem extremamente silenciosos e duráveis.
Os motores de passos podem ter seu eixo posicionado em passos ou frações da
volta, de acordo com sua alimentação, que, aliás, é especial e proveniente de circuitos
eletrônicos que possibilitam não só o posicionamento do eixo como também o controle
do sentido e da velocidade de giro. Nos tipos usados nos ventiladores dos computadores
a alimentação externa é por dois terminais, mas internamente esta alimentação é
distribuída a vários terminais.
Os motores elétricos de corrente contínua com escovas, apresentam tipos de
grandes potências e grande facilidade de mudança em sua velocidade de giro, além de
poderem girar nos dois sentidos bastando para isso que se inverta a polaridade de sua
alimentação. Durante muito tempo os motores CC com escovas eram a única opção
paras aplicações onde era necessária a utilização de grande torque e controle de
velocidade.
Servos Motores
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Servo Motores são dispositivos de malha fechada, ou seja: Recebem um sinal de
controle; verificam a posição atual e atuam no sistema, indo para a posição desejada.
Em contraste com os motores contínuos que giram indefinidamente, o eixo dos
servo motores possui a liberdade de apenas cerca de 180º graus, mas são precisos
quanto a posição.
Para isso possuem três componentes básicos:
Sistema Atuador - O sistema atuador é constituído por um motor elétrico,
embora também possa encontrar servos com motores de corrente alternada, a maioria
utiliza motores de corrente contínua. Também está presente um conjunto de
engrenagens que forma uma caixa de redução com uma relação bem longa o que ajuda a
amplificar o torque.
Sensor - O sensor normalmente é um potenciômetro solidário ao eixo do servo.
O valor de sua resistência elétrica indica a posição angular em que se encontra o eixo. A
qualidade quanto ao seu funcionamento, irá interferir diretamente na precisão,
estabilidade e vida útil do servo motor.
Circuito de Controle - O circuito de controle é formado por componentes
eletrônicos discretos ou circuitos integrados, geralmente composto por um oscilador e
um controlador PID (Controle proporcional integrativo e derivativo) que recebe um
sinal do sensor (posição do eixo). O sinal de controle é interpretado pelo circuito, que
po sua vez irá acionar o motor no sentido necessário para posicionar o eixo na posição
desejada.
O tamanho, o torque, a velocidade do motor, os materiais das engrenagens, a
liberdade de giro do eixo e o consumo, são características-chave para especificação de
servo motores.
Os servos motores, possuem três fios de interface, dois para alimentação e um
para o sinal de controle. O sinal de controle utiliza o protocolo PWM (modulação por
largura de pulso) que possui três características básicas: Largura mínima, largura
máxima e taxa de repetição.
A largura do pulso de controle determinará a posição do eixo:
- largura máxima equivale ao deslocamento do eixo em + 90º da posição central;
- largura mínima equivale ao deslocamento do eixo em -90º;
- demais larguras determinam a posição proporcionalmente.
Motores Universais
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São os motores utilizados em máquinas de pequeno porte que necessitem de
grande torque de partida como é o caso das máquinas de furar portáteis, batedeiras,
liquidificadores, enceradeiras, lixadeiras, máquinas de costura entre outros.
São motores com escovas, por isso exigem uma manutenção Periódica para a
troca dessas escovas.
Esses motores podem ser alimentados tanto com tensão contínua quanto com
tensão alternada, no entanto o valor de tensão contínua que os alimenta é bem inferior
ao de tensão alternada, pois neste caso o motor apresenta um valor de reatância além do
valor de resistência.
Reatância elétrica é a resistência oferecida á passagem de corrente alternada
por indutância ou capacitância num circuito. Sua unidade de medida é o Ohm.
ACIONAMENTO E PROTEÇÃO DE MOTORES
Por questão de segurança todos os motores fixos devem ter suas carcaças
aterradas.
Os motores CA não devem, em freqüência nominal, ser energizados por tensão
diferente da nominal especificada pelo fabricante do motor, pois sua corrente nessas
condições cresce e pode danificá-lo.
Os motores devem ser acionados por chave contatora, para que sua ligação e
desligamento se façam de forma eficiente.
Devem ser ligados através de fusíveis de proteção, contra curto-circuito,
devidamente dimensionados.
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LIGAÇÃO DE MOTORES TRIFÁSICOS
Os motores trifásicos podem apresentar 6 ou 12 terminais sendo cada par de
terminais referente a uma bobina.
Os terminais são numerados como a seguir:
Ligações em estrela ( Υ ) e em triângulo ( Δ )
Cada bobina do motor trifásico deve receber 220V em funcionamento normal,
exceto se for motor especial para alta tensão.
• O motor de 6 terminais pode ser ligado em 220V ou em 380V;
• O motor, de 12 terminais pode ser ligado em 220V, 380V, 440V, ou 760V.
A tensão com que se pode alimentar o motor depende da forma como são
associadas suas bobinas.
Tal ligação pode ser estrela ( y) ou triângulo ( Δ) sendo que em triângulo as
bobinas recebem a tensão existente entre fases e em estrela as bobinas recebem tal
tensão dividida por √3.
As bobinas do motor de 6 terminais podem ser associadas em triângulo (para
funcionar em 220V) ou em estrela (para funcionar em 380V ou para partir em 220V).
As bobinas do motor de 12 terminais podem ser ligadas de diversas formas
diferentes:
Triângulo paralelo (220V) , estrela paralelo (380V), triângulo série (440V) e em
estrela série (760V)
Observe-se que em paralelo as tensões são as mesmas do motor de 6 terminais e
em série as tensões são dobradas.
Ligação de motores de 6 terminais
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Placa de identificação em um motor
A figura nos dá o exemplo de uma placa de um motor trifásico. Os dados mais
importantes são:
A potência do motor é dada em HP ou CV (1 HP = 746 W, 1 CV = 735 W),
para saber, se esse motor é capaz de executar o trabalho desejado (no caso do
exemplo da figura acima), a potência do motor é de 3 CV.
A tensão alimentadora que o motor exige (220 ou 380 V).
A frequência exigida da tensão alimentadora (60 Hz).
A corrente nominal que o motor consumirá (9 ou 5,2 A, dependendo da tensão
alimentadora), para dimensionar os condutores de alimentação e os dispositivos de
proteção.
As rotações que o motor fará por minuto (3510 RPM).
A letra-código para dimensionar os fusíveis (no exemplo H).
O esquema de ligação que mostra como os terminais devem ser ligados entre si
e com a rede de alimentação.
PARTIDAS DO MOTOR
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Durante a partida a corrente pode atingir valores muito altos. Por isso, nos
motores de maiores potência utilizam-se meios de aplicar às bobinas menor valor de
tensão durante a partida, a fim de se reduzir a corrente nesse momento.
Partida Direta
IDEAL (do ponto de vista do motor);
Provoca:
Picos de corrente na rede;
Pode provocar:
Queda de tensão na rede;
Suscita:
Restrições por parte da concessionária;
Redução da vida útil da rede (quando não dimensionada de acordo).
Partida Estrela Triangula
• Utilizada em aplicações cujas cargas tem conjugados baixos ou partidas a vazio
• O motor deve possuir 6 terminais;
• A corrente e o conjugado de partida ficam reduzidos a 33% ;
• Dupla tensão, sendo a segunda tensão √3 vezes a primeira; (Ex.: 220/380Volts)
• Na partida o motor é ligado em estrela até próximo da rotação nominal e,
então, ocorre à comutação para a configuração triângulo.
Uma das formas de se conseguir essa redução é ligar as bobinas de forma que
pudessem receber tensão maior que a de funcionamento. Por exemplo, se o motor
funciona em 220V, na partida este pode ser ligado em estrela, de forma que cada bobina
receba 127V, e depois que o motor atinge pelo menos 75% da rotação nominal as
bobinas passam para ligação triângulo. Esta técnica de partida é chamada estrela
triângulo, Υ/Δ.
Esta mesma técnica pode ser usada para o motor de 12 terminais que funciona
em 440V. Os motores de maior porte, e, por conseguinte maior custo justificam a
utilização de relés de proteção, um para cada parâmetro protegido, como relé de
sobrecorrente, de subtensão, de sobretensão, de falta de fase e de sobre temperatura.
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Chave de Partida Soft-Starter
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A chave de partida estática foi projetada para partir motores elétricos trifásicos
utilizados em cargas consideradas leves (exemplo: bombas centrífugas, ventiladores de
pequeno porte e pequenos compressores).
A chave Soft-starter apresenta muitas vantagens em relação às chaves de
partidas convencionais, se sobrepondo inclusive em relação à chave compensadora.
Pois, consegue-se variar o tempo de aceleração, o tempo de desaceleração e ainda o
nível de tensão na partida.
Algumas características técnicas
Tensão de Alimentação = Rede / Line 220v a 460V
Corrente de Saída = de 3 a 30 A
Tensão de Saída para o motor = de 220V a 460V
INVERSORES DE FREQÜÊNCIA
O inversor de freqüência é um circuito eletrônico capaz de, transformar uma
alimentação alternada em continua e novamente em alternada, variando sua frequencia e
com isso modificar a velocidade do motor assíncrono, que aumenta com o aumento da
freqüência
O inversor aumenta a freqüência de alimentação do motor no caso de aumento
de carga. Compensando o “escorregamento”, mantendo a velocidade do motor com o
mesmo torque.
Além de modificar a freqüência os inversores modificam também a amplitude da
tensão, pois com a variação da freqüência, há uma variação em sentido contrário, tanto
da corrente quanto do torque. Por isso o inversor compensa a diminuição da freqüência
com diminuição da tensão para limitar o valor de corrente. E compensa o aumento de
freqüência com o aumento de tensão para evitar a perda de torque.
Os inversores de freqüência modernos se baseiam em um componente eletrônico
chamado IGBT. Este é um tipo de transistor bipolar com corrente de controle de valor
praticamente nulo, alta capacidade de condução da corrente principal e de alta
velocidade de comutação, o que lhe garante a possibilidade de desligar o motor
em caso de curto antes que a corrente possa danificar a fonte que alimenta o inversor ou
o próprio inversor.
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Transistor é um componente semicondutor, que tem como principal aplicação, o
chaveamento eletrônico, por meio de seus terminais. Que deveram ser devidamente
polarizados ou “configurados” para entrar em estado de corte ou saturação (ligar e
desligar).
Nesses inversores de freqüência a tensão trifásica recebida é retificada e filtrada,
produzindo tensão contínua que alimenta então um circuito inversor. Os inversores de
freqüência alimentam o motor trifásico com três fases produzidas eletronicamente de
modo que, se na alimentação trifásica do inversor faltar uma fase, o motor continua
recebendo as três fases para sua alimentação. A sofisticação do inversor de freqüência
garante a proteção do motor contra sobre e sub tensão, sobre corrente, sobre temperatura
(mediante sensor) e proteção contra falta de fase.
O inversor se encarrega também, é claro, do controle da corrente de partida.
Com estes inversores de freqüência, pode-se ainda fazer o motor partir ou parar com
aceleração predeterminada (mesmo com carga, pois o inversor para parar o motor não
apenas tira à alimentação do motor, ele o alimenta adequadamente de modo a freá-lo).
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Escola Estadual Técnico Industrial Professor Fontes 2009Curso Técnico de Mecânica /Comandos Elétricos
Turma Data - Aluno (a) Nº- Atividade de estudo avaliativa Nº-
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Turma Data - Aluno (a) Nº- Atividade de estudo avaliativa Nº-
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Turma Data - Aluno (a) Nº- Atividade de estudo avaliativa Nº-
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Escola Estadual Técnico Industrial Professor Fontes 2009Curso Técnico de Mecânica /Comandos Elétricos
Turma Data - Aluno (a) Nº- Atividade de estudo avaliativa Nº-
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