Dt 6-especificação de motores de alta tensão

DT-6
MOTORES ELÉTRICOS
ASSÍNCRONOS
DE
ALTA TENSÃO

DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão

ÍNDICE

INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 5
1. HISTÓRICO DA MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE ......................................................................... 6
1.1. EVOLUÇÃO DO MOTOR ELÉTRICO ........................................................................................... 7
2. NOÇÕES FUNDAMENTAIS........................................................................................................... 9
2.1. MOTORES ELÉTRICOS............................................................................................................. 9
2.2. SISTEMA DE CORRENTE ALTERNADA TRIFÁSICA ..................................................................... 9
2.2.1. Ligações no Sistema Trifásico ...................................................................................... 9
2.3. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO .......................................................................................... 11
2.4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO .......................................................................................... 12
2.4.1. Campo Girante ......................................................................................................... 12
2.4.2. Velocidade Síncrona.................................................................................................. 13
2.4.3. Escorregamento ....................................................................................................... 14
2.4.4. Conjugado e Potência ............................................................................................... 14
2.4.4.1. Relação entre conjugado e potência............................................................ 15
2.4.5. Rendimento.............................................................................................................. 15
2.4.6. Fator de Potência ..................................................................................................... 15
2.4.7. Corrente Nominal (A) ................................................................................................ 15
2.4.8. Energia e Potência Elétrica ........................................................................................ 16
2.4.8.1. Circuitos de corrente alternada ................................................................... 16
2.4.8.2. Potências aparente, ativa e reativa.............................................................. 17
2.4.8.3. Triângulo de potências (carga indutiva)....................................................... 17
2.5. DEFINIÇÕES......................................................................................................................... 17
2.5.1. Freqüência ............................................................................................................... 17
2.5.2. Tensão Máxima (VMáx)............................................................................................... 17
2.5.3. Corrente Máxima (IMáx) ............................................................................................. 17
2.5.4. Valor Eficaz de Tensão e Corrente (Vef e Ief) ............................................................... 17
2.5.5. Defasagem (φ) ......................................................................................................... 17
3. CARACTERÍSTICAS DA REDE DE ALIMENTAÇÃO ..................................................................... 18
3.1. TENSÃO NOMINAL ................................................................................................................ 18
3.1.1. Tensão da Rede de Alimentação em Função da Potência do Motor .............................. 18
3.2. FREQÜÊNCIA NOMINAL......................................................................................................... 18
3.2.1. Ligação em Freqüências Diferentes ............................................................................ 18
3.3. TOLERÂNCIA NA VARIAÇÃO DE TENSÃO E FREQÜÊNCIA ........................................................ 18
4. MOTORES DE ALTA TENSÃO WEG ............................................................................................ 20
4.1. NORMAS APLICÁVEIS............................................................................................................ 20
4.2. ORIENTAÇÃO PARA SELEÇÃO DE MOTORES........................................................................... 21
4.2.1. Linha Master "M" ...................................................................................................... 21
4.2.2. Linha High Performance "H" ...................................................................................... 22
4.2.3. Linha AGA ................................................................................................................ 23
5. CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE........................................................................................... 24
5.1. ALTITUDE ............................................................................................................................ 24
5.2. TEMPERATURA AMBIENTE .................................................................................................... 24
5.3. DETERMINAÇÃO DA POTÊNCIA ÚTIL DO MOTOR NAS DIVERSAS COMBINAÇÕES DE
TEMPERATURA E ALTITUDE......................................................................................................... 24
5.4. ATMOSFERA AMBIENTE ........................................................................................................ 25
5.4.1. Ambientes Agressivos ............................................................................................... 25
5.4.2. Ambientes Contendo Poeiras ou fibras ....................................................................... 25
5.4.3. Locais em que a Ventilação do Motor é Prejudicada .................................................... 25
5.4.4. Ambientes Perigosos................................................................................................. 25
5.4.4.1. Áreas de risco ............................................................................................ 25
5.4.4.2. Atmosfera Explosiva ................................................................................... 25
5.4.4.3. Classificação das áreas de risco .................................................................. 25
5.4.4.4. Classes de temperatura .............................................................................. 26
5.4.4.5. Equipamentos para Áreas de Risco.............................................................. 27
5.5. GRAUS DE PROTEÇÃO .......................................................................................................... 28

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5.5.1. Código de Identificação............................................................................................. 28
5.5.2. Tipos Usuais de Proteção .......................................................................................... 29
6. CARACTERÍSTICAS EM REGIME ............................................................................................... 30
6.1. ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA - CLASSE DE ISOLAMENTO ...................................................... 30
6.1.1. Aquecimento no Enrolamento.................................................................................... 30
6.1.2. Vida Útil do Motor de Indução ................................................................................... 31
6.1.3. Classes de Isolamento .............................................................................................. 31
6.1.4. Medida da Elevação de Temperatura do Enrolamento ................................................. 33
6.1.5. Aplicação a Motores Elétricos..................................................................................... 33
6.2. REGIME DE SERVIÇO ............................................................................................................ 33
6.2.1. Regimes Padronizados .............................................................................................. 33
6.2.2. Designação do Regime Tipo ...................................................................................... 36
6.2.3. Potência Nominal...................................................................................................... 37
6.2.4. Potência Equivalente................................................................................................. 37
6.3. FATOR DE SERVIÇO (FS)....................................................................................................... 38
6.4. VELOCIDADE NOMINAL......................................................................................................... 38
6.5. CORRENTE NOMINAL (A) ...................................................................................................... 38
6.6. RENDIMENTO....................................................................................................................... 38
6.6.1. Importância do Rendimento ...................................................................................... 38
6.7. FATOR DE POTÊNCIA............................................................................................................ 39
6.7.1. Importância do Fator de Potência .............................................................................. 39
6.7.2. Correção do Fator de Potência................................................................................... 39
7. REFRIGERAÇÃO........................................................................................................................ 40
7.1. SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO............................................................................................... 40
7.1.1. Ventilação Axial ........................................................................................................ 40
7.1.2. Ventilação Mista - Carcaças 355 a 500 na Linha Master (Canais Axiais e Radiais) .......... 40
7.1.3. Ventilação Bilateral Simétrica - Carcaças 560 a 1000 - Linha Master (Canais Radiais) .... 42
8. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS ........................................................................................ 45
8.1. CARCAÇAS............................................................................................................................ 45
8.2. TROCADOR DE CALOR .......................................................................................................... 47
8.3. ESTATOR ............................................................................................................................. 48
8.4. BOBINAGEM ......................................................................................................................... 48
8.5. ROTOR................................................................................................................................. 50
8.5.1. Rotor de Gaiola ........................................................................................................ 50
8.5.2. Rotor Bobinado (ou de Anéis).................................................................................... 51
8.6. CAIXA DE LIGAÇÃO............................................................................................................... 53
8.6.1. Caixa de Ligação de Força......................................................................................... 53
8.6.2. Caixa de Ligação de Acessórios ................................................................................. 54
8.6.3. Caixa de Ligação do Rotor, Linha "M" com rotor de anéis ............................................ 55
8.7. EIXO .................................................................................................................................... 55
8.8. VENTILADOR ........................................................................................................................ 56
8.9. PLACA DE IDENTIFICAÇÃO.................................................................................................... 56
8.10. PINTURA ............................................................................................................................ 56
8.10.1. PLANO DE PINTURA WEG MÁQUINAS 212P.............................................................. 57
8.10.2. PLANO DE PINTURA WEG MÁQUINAS 212E.............................................................. 57
8.11. TERMINAIS DE ATERRAMENTO ........................................................................................... 58
8.12. FORMAS CONSTRUTIVAS NORMALIZADAS ........................................................................... 58
8.13. MANCAIS............................................................................................................................ 58
8.13.1. Mancal de Rolamento:............................................................................................. 58
8.13.2. Dimensionamento do mancal e Eixo para Acoplamento por Polias e Correias .............. 59
8.13.3. Mancal de Bucha .................................................................................................... 60
8.14. LIMITES DE RUÍDOS ........................................................................................................... 62
8.15. VIBRAÇÃO .......................................................................................................................... 63
8.15.1. Pontos de Medição.................................................................................................. 63
8.16. BALANCEAMENTO ............................................................................................................... 63
9. CARACTERÍSTICAS DE PARTIDA.............................................................................................. 64

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9.1. LIMITAÇÃO DA CORRENTE DE PARTIDA ................................................................................ 64
9.1.1. Chave Estrela-Triângulo ............................................................................................ 64
9.1.2. Chave Compensadora (Auto-Transformador) .............................................................. 64
9.1.3. Partida Estática ou Soft-Starter.................................................................................. 65
9.1.4. Partida com Inversor de Freqüência........................................................................... 65
9.1.5. Partida com Reostato para Motores de Anéis .............................................................. 69
9.2. COMPARAÇÃO ENTRE OS PRINCIPAIS MÉTODOS DE PARTIDA................................................ 70
10. CARACTERÍSTICAS DE ACELERAÇÃO ..................................................................................... 71
10.1. POTÊNCIA NOMINAL........................................................................................................... 71
10.2. CONJUGADO RESISTENTE DA CARGA .................................................................................. 71
10.3. INÉRCIA DA CARGA ............................................................................................................ 73
10.4. CONJUGADO MÉDIO DA CARGA........................................................................................... 73
10.5. CONJUGADO E ROTAÇÃO DO MOTOR .................................................................................. 74
10.6. CATEGORIAS - VALORES MÍNIMOS NORMALIZADOS ............................................................ 75
10.7. TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO (trb) ................................................................................... 75
10.8. CONJUGADO MOTOR MÉDIO (CMmed).................................................................................... 76
10.9. TEMPO DE ACELERAÇÃO ..................................................................................................... 76
10.10. POTÊNCIA DINÂMICA OU DE ACELERAÇÃO ........................................................................ 77
10.11. REGIME DE PARTIDA ........................................................................................................ 79
10.12. CORRENTE DE ROTOR BLOQUEADO .................................................................................. 79
10.12.1. Valores Máximos Normalizados .............................................................................. 79
10.12.2. Indicação da Corrente ou Letra Código................................................................... 79
11. SELEÇÃO E APLICAÇÃO DOS MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS DE ALTA TENSÃO ............ 80
12. PROTEÇÃO E ACESSÓRIOS DE MOTORES ELÉTRICOS ........................................................... 82
12.1. PROTEÇÃO DO ESTATOR .................................................................................................... 82
12.1.1. Proteção Contra Curtos-Circuitos.............................................................................. 82
12.1.2. Proteção Contra Surtos de Tensão - Supressão de Transientes .................................. 82
12.1.3. Proteção Diferencial ................................................................................................ 82
12.2. PROTEÇÃO TÉRMICA PARA MOTORES DE ALTA TENSÃO ...................................................... 83
12.2.1. Termoresistores...................................................................................................... 83
12.2.2. Termistores (PTC e NTC)......................................................................................... 83
12.2.3. Termômetro ........................................................................................................... 84
12.2.4. Termostatos ........................................................................................................... 84
13. ENSAIOS................................................................................................................................. 86
13.1. TIPOS DE ENSAIOS............................................................................................................. 86
13.1.1. Ensaio de Rotina..................................................................................................... 86
13.1.2. Ensaio de Tipo........................................................................................................ 86
13.1.3. Ensaios Especiais .................................................................................................... 86
13.2. LABORATÓRIO DE ENSAIOS ................................................................................................ 86
13.2. RELATÓRIOS DE ENSAIO .................................................................................................... 88
13.2.1. Relatório de Tipo .................................................................................................... 88
13.2.1. Relatório de Rotina ................................................................................................. 89
13.2.1 Relatório de Vibração ............................................................................................... 90
13.2.1. Relatório de Ruído .................................................................................................. 91
14. ANEXOS .................................................................................................................................. 92
14.1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ............................................................................ 92
14.1.1. Generalidades......................................................................................................... 92
14.2. CONVERSÃO DE UNIDADES................................................................................................. 93
14.3. EXEMPLOS DE RANHURAS................................................................................................... 94
14.3.1. Ranhura do Estator para Bobinas de Alta Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de
Alumínio ............................................................................................................................ 94
14.3.2. Ranhura do Estator para Bobinas de Baixa Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de
Alumínio ............................................................................................................................ 95
14.3.3. Ranhura do Estator para Bobinas de Alta Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de
Alumínio ............................................................................................................................ 96

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INTRODUÇÃO

Este curso tem por objetivo permitir aos profissionais conhecer e saber o que é necessário para
especificar um motor de corrente alternada (CA) de indução de alta tensão, compreender o funcionamento, os
tipos de acionamentos, os tipos de motores e o dimensionamento destes em função dos tipos de carga. Serão
abordadas as características construtivas, instalação, regime de serviço, aplicações, tipos de ensaios, normas e
outros.

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1. HISTÓRICO DA MÁQUINA girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo
ELÉTRICA GIRANTE de ferro. A corrente alternada era transformada em
corrente contínua pulsante através de um
comutador.
O ano de 1866 pode ser considerado, em termos Grande sucesso obteve o motor elétrico
práticos, como o ano de nascimento da máquina desenvolvido pelo arquiteto e professor de física
elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Moritz Hermann Von Jacobi - que, em 1838,
Werner Siemens inventou o primeiro gerador de aplicou-o a uma lancha.
corrente contínua auto-induzido. Entretanto, deve- Somente em 1866 Siemens construiu um gerador
se mencionar que esta máquina elétrica, que sem a utilização de imã permanente, provando que
revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último a tensão necessária para o magnetismo podia ser
estágio de um processo de estudos, pesquisas e retirada do próprio enrolamento do rotor, isto é,
invenções de muitos outros cientistas, durante que a máquina podia auto-excitar-se. O primeiro
quase três séculos. dínamo de Werner Siemens possuía uma potência
Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou, de aproximadamente 30 watts e uma rotação de
em Londres, a obra intitulada "De Magnete", 1200rpm. A máquina de Siemens não funcionava
descrevendo a força de atração magnética. O somente como gerador de eletricidade. Podia
fenômeno da eletricidade estática já havia sido também operar como motor, desde que se aplicasse
observado pelo grego Tales, em 641 A.C., ele aos seus bornes uma corrente contínua.
verificou que ao atritar uma peça de âmbar com Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na
pano esta adquiria a propriedade de atrair corpos feira industrial de Berlim, a primeira locomotiva
leves, como pêlos, penas, cinzas, etc. elétrica, com uma potência de 2kW.
A primeira máquina eletrostática foi construída em A nova máquina de corrente contínua apresentava
1663, pelo alemão Otto Guericke, e aperfeiçoada vantagens em relação à máquina a vapor, à roda
em 1775 pelo suíço Martin Planta. d'água e à força animal. Entretanto, o alto custo de
O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fabricação e sua vulnerabilidade em serviço (por
fazer experiências com correntes elétricas, verificou causa do comutador) marcaram-na de tal modo que
ao acaso, em 1820, que a agulha magnética de muitos cientistas dirigiram suas atenções para o
uma bússola era desviada de sua posição norte-sul desenvolvimento de um motor elétrico mais barato,
quando esta passava perto de um condutor no qual mais robusto e de menor custo de manutenção.
circulava corrente elétrica. Esta observação permitiu Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia
a Oersted reconhecer a íntima relação entre destacam-se o iugoslavo Nicola Tesla, o italiano
magnetismo e eletricidade, dando assim o primeiro Galileu Ferraris e o russo Michael von Dolivo
passo em direção ao desenvolvimento do motor Dobrowolsky. Os esforços não se restringiram
elétrico. somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente
O sapateiro inglês William Sturgeon - que, contínua, mas também se cogitou de sistemas de
paralelamente à sua profissão, estudava eletricidade corrente alternada, cujas vantagens já eram
nas horas de folga - baseando-se na descoberta de conhecidas desde 1881.
Oersted constatou, em 1825, que um núcleo de Em 1885, o engenheiro eletricista Galileu Ferraris
ferro envolto por um fio condutor elétrico construiu um motor de corrente alternada de duas
transformava-se em imã quando se aplicava uma fases. Ferraris, apesar de ter inventado o motor de
corrente elétrica, observando também que a força campo girante, concluiu erroneamente que motores
do imã cessava tão logo a corrente fosse construídos segundo este princípio poderiam, no
interrompida. Estava inventando o eletroímã, que máximo, obter um rendimento de 50% em relação
seria de fundamental importância na construção de à potência consumida. E Tesla apresentou, em
máquinas elétricas girantes. 1887, um pequeno protótipo de motor de indução
Mas as experiências com o magnetismo e a bifásico com rotor em curto-circuito. Também este
eletricidade não cessaram. Em 1832, o cientista motor apresentou rendimento insatisfatório, mas
italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina impressionou de tal modo a firma norte-americana
de corrente alternada com movimento de vaivém. Westinghouse, que esta lhe pagou um milhão de
Já no ano de 1833 o inglês W. Ritchie inventou o dólares pelo privilégio da patente, além de se
comutador, construindo um pequeno motor elétrico comprometer ao pagamento de um dólar para cada
onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de HP que viesse a produzir no futuro. O baixo
um imã permanente. Para dar uma rotação rendimento deste motor inviabilizou
completa, a polaridade do eletroímã era alternada a economicamente sua produção e três anos mais
cada meia volta através do comutador. A inversão tarde as pesquisas foram abandonadas.
da polaridade também foi demonstrada pelo Foi o engenheiro eletricista Dobrowolsky, da firma
mecânico parisiense H. Pixii ao construir um AEG, de Berlim, que, persistindo na pesquisa do
gerador com um imã em forma de ferradura que

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motor de corrente alternada entrou, em 1889, com antecessor em 1891. Confrontando-se os dados de
o pedido de patente de um motor trifásico com catálogos de diferentes fabricantes, em diferentes
rotor de gaiola. O motor apresentado tinha uma épocas, pode-se constatar que houve uma redução
potência de 80 watts, um rendimento aproximado de peso e, conseqüentemente, redução do tamanho
de 80% em relação à potência consumida e um construtivo do motor (para uma mesma potência)
excelente conjugado de partida. As vantagens do de aproximadamente 20% a cada década,
motor com rotor de gaiola em relação ao de excetuando as duas últimas, nas quais a redução foi
corrente contínua eram marcantes: construção mais menos acentuada. Isto mostra a necessidade de
simples, silencioso, menor manutenção e alta revisão periódica das normas, para assim adaptar a
segurança em operação. Dobrowolsky desenvolveu, relação entre potências e carcaças aos tamanhos
em 1891, a primeira fabricação em série de motores alcançados através do desenvolvimento tecnológico.
assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5kW. Esta evolução tecnológica é caracterizada
principalmente, pelo desenvolvimento de novos
materiais isolantes, os quais suportam temperaturas
1.1. EVOLUÇÃO DO MOTOR ELÉTRICO mais elevadas.
Atualmente os motores elétricos estão presentes
O desenvolvimento de condutores esmaltados, dos em praticamente todas as instalações industriais,
papéis ou filmes isolantes sintéticos, das chapas comerciais e residenciais.
magnéticas, das ligas de alumínio e dos materiais Exemplos são os minúsculos motores que acionam
plásticos contribuíram notoriamente para a redução os discos rígidos dos computadores, a infinidade de
da relação peso x potência dos motores elétricos motores que acionam nossos eletrodomésticos e os
como mostra a figura 1.1. gigantes motores que movimentam bombas,
Observando-se o peso de um motor de mesma compressores, ventiladores, moinhos, extrusoras e
potência no decorrer do tempo, podemos verificar outras infinidades de aplicações.
que o motor atual tem apenas 8% do peso do seu

Figura 1.1. - Evolução do motor trifásico AEG - Relação - Peso/Potência (motor trifásico de 4kW e 02 pólos).

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Todos têm algo em comum, precisam de energia • Características do ambiente: (altitude,
elétrica para produzir trabalho. Se por um lado é temperatura, agressividade, etc);
inevitável o consumo de energia elétrica para a • Características da carga acionada (potência,
utilização dos motores, por outro lado, a escolha rotação, esforços mecânicos, configuração física,
adequada dos mesmos e alguns cuidados especiais conjugados requeridos, etc.).
no seu uso podem economizar muita energia.
Atualmente, a indústria, necessitando de motores O processo não envolve somente a coleta de
para acionamento das mais variadas cargas e exige informações para a definição das características
dos fabricantes a adequação a esta realidade, construtivas e de desempenho do motor, mas
obtendo-se desta forma uma gama elevada de também visa otimizar a escolha sob a ótica da
equipamentos desta natureza, como mostra a figura economia e da confiabilidade.
1.2.
No campo de acionamentos industriais, que é o A dificuldade está em que cada um dos requisitos
objeto deste curso, estima-se que de 70 a 80% da anteriores são do conhecimento específico de
energia elétrica consumida pelo conjunto de todas profissionais de diferentes áreas, por exemplo:
as indústrias seja transformada em energia • Engenharia de Instalações...Características da
mecânica através dos motores elétricos. rede de Alimentação;
Isto significa que, admitindo-se um rendimento • Engenharia de Manutenção...Características do
médio da ordem de 80% do universo de motores Ambiente;
em aplicações industriais, cerca de 15% da energia • Engenharia de Processos...Características
elétrica industrial transforma-se em perdas nos construtivas de cada motor;
motores.
O processo de especificação de um motor elétrico O espaço a ser preenchido entre o fabricante e o
corresponde à escolha de um motor industrialmente consumidor é a perfeita interligação entre estas
disponível que possa atender a pelo menos três áreas de modo que determinada aplicação seja
requisitos do consumidor: coroada de êxito.
• Característica da rede de alimentação: (tipo, Esta nova área é denominada de Engenharia de
tensão, freqüência, simetria, equilíbrio, etc.); Aplicações.

Figura 1.2. - Universo tecnológico em motores
elétricos - Aplicabilidade de motores elétricos.

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2. NOÇÕES FUNDAMENTAIS

2.1. MOTORES ELÉTRICOS

Motor elétrico é a máquina destinada a transformar
energia elétrica em energia mecânica.

Vantagens:
Limpeza e simplicidade de comando;
Construção simples e custo reduzido;
Grande versatilidade de adaptação às cargas dos
mais diversos tipos.

O motor de indução trifásico opera normalmente
com uma velocidade constante que varia
ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao
eixo, devido a sua SIMPLICIDADE e ROBUSTEZ é
um motor muito utilizado, sendo adequado para
quase todos os tipos de máquinas acionadas, Figura 2.2. - Sistema trifásico.
encontradas na prática.
A ligação dos três sistemas monofásicos para se
obter o sistema trifásico é feita usualmente de duas
maneiras, representadas nos esquemas seguir.

2.2.1. Ligações no Sistema Trifásico

a) Ligação Triângulo:

Chamamos "tensões/correntes de fase" as tensões
e correntes de cada um dos três sistemas
monofásicos considerados, indicados por Vf e If.
Se ligarmos os três sistemas monofásicos entre si,
como indica a figura 2.3 (a), podemos eliminar três
Figura 2.1. - Motor elétrico de indução trifásico. fios, deixando apenas um em cada ponto de
ligação, e o sistema trifásico ficará reduzido a três
fios U, V e W.
2.2. SISTEMA DE CORRENTE A tensão entre dois quaisquer destes três fios
ALTERNADA TRIFÁSICA chama-se "tensão de linha" (VL), que é a tensão
nominal do sistema trifásico. A corrente em
O sistema trifásico é formado pela associação de qualquer um dos fios chama-se "corrente de linha"
três sistemas monofásicos de tensões V1, V2 e V3 (IL).
tais que a defasagem entre elas seja de 120°
(Fig.2.2). Examinando o esquema da figura 2.3 (b), vê-se
O enrolamento deste tipo de motor é constituído que:
por três conjuntos de bobinas dispostas 1) A cada carga é aplicada a tensão de linha VL,
simetricamente no espaço, formando entre si que é a própria tensão do sistema monofásico
também um ângulo de 120°. correspondente, ou seja, VL=Vf.;
Para que o sistema seja equilibrado, isto é, 2) A corrente em cada fio de linha, ou corrente de
V1=V2=V3 o número de espiras de cada bobina linha IL, é a soma das correntes das duas fases
também deverá ser igual. ligadas a este fio, ou seja, IL=If1+If3.. Como as
correntes estão Defasadas entre si, a soma
deverá ser feita graficamente como mostra a
figura 2.3 (c). Pode-se mostrar que: IL = If
. 3.

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Figura 2.3. - Ligação triângulo.

Exemplo: Temos um sistema trifásico equilibrado mesmo modo que na ligação triângulo.
de tensão nominal 4160V. A corrente de linha (IL) Examinando o esquema da figura 2.4 (b) vê-se que:
medida é 50A. Ligando a este sistema uma carga 1) A corrente em cada fio da linha, ou corrente de
trifásica composta de três cargas iguais ligadas em linha (I1 ou IL), é a mesma corrente da fase à
triângulo, qual a tensão e a corrente em cada uma qual o fio está ligado, ou seja, IL=If.
das cargas? 2) A tensão entre dois fios quaisquer do sistema
trifásico é a soma gráfica figura 2.4 (c) das
Temos Vf = VL = 4160V em cada uma das cargas. tensões das duas fases as quais estão ligados os
Se IL = I1 = 3 . If , então fios considerados, ou seja,
If = 0,577 . I1 = 0,577 . 50 = 28,87 A VL=Vf . 3 .
em cada uma das cargas.
Exemplo: Temos uma carga trifásica composta de
b) Ligação Estrela: três cargas iguais, cada carga é feita para ser ligada
Ligando um dos fios de cada sistema monofásico a a uma tensão de 2400V, absorvendo 28,87A. Qual a
um ponto comum aos três, os três fios restantes tensão nominal do sistema trifásico que alimenta
formam um sistema trifásico em estrela, como esta carga em suas condições normais (2400V e
mostra a figura 2.4 (a). 28,87A) e qual a corrente de linha (I1)?
Às vezes, o sistema trifásico em estrela é "a quatro Temos Vf = 2400V (nominal de cada carga)
fios" ou "com neutro acessível". V1 = 3 . 2400V = 4160V
O quarto fio é ligado ao ponto comum as três fases.
I1 = If = 28,87A.
A tensão de linha, ou tensão nominal do sistema
trifásico, e a corrente de linha são definidos do

Figura 2.4. - Ligação estrela.

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2.3. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Rotor:
Eixo (7): Em aço, transmite a potência mecânica
O motor de indução trifásico (figura 2.5a) é desenvolvida pelo motor. É tratado
composto fundamentalmente de duas partes: termicamente para evitar problemas como
estator e rotor. empenamento e fadiga;
Núcleo de chapas (3): As chapas possuem as
Estator: mesmas características das chapas do estator;
Carcaça (1): É a estrutura suporte do conjunto; Gaiola ou enrolamento do rotor (12): É
de constituição robusta em ferro fundido ou aço composta de barras e anéis de curto-circuito no
soldado, resistente à corrosão (neste caso com motor tipo gaiola e de bobinas em motor tipo de
aletas); anéis. Pode ser de cobre eletrolítico, latão ou de
Núcleo de chapas (2): As chapas são de aço alumínio injetado.
magnético (geralmente em aço-silício), tratadas
termicamente e/ou com a superfície isolada Outras partes do motor de indução trifásico:
para reduzir ao mínimo as perdas no ferro; Tampas do mancal (4);
Enrolamento trifásico (8): Três conjuntos iguais Ventilador interno e externo (5);
de bobinas, uma para cada fase, formando um Tampa defletora ou proteção do ventilador (6);
sistema trifásico ligado à rede trifásica de Caixa de ligação de força (9);
alimentação. Placa de bornes com isolador e pino de ligação
(10);
Rolamento (11).

Figura 2.5a - Motor indução trifásico, principais componentes.

Figura 2.5b - Motor indução trifásico, caixa de ligação, principais componentes.

11


2.4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO espaçados entre si de 120º. Se este enrolamento
for alimentado por um sistema trifásico, as
2.4.1. Campo Girante correntes I1, I2 e I3 criarão, do mesmo modo, os
seus próprios campos magnéticos H1, H2 e H3. Estes
Quando uma bobina é percorrida por uma corrente campos são espaçados entre si de 120º.
elétrica, é criado um campo magnético dirigido Além disso, como são proporcionais às respectivas
conforme o eixo da bobina e de valor proporcional à correntes, serão defasados no tempo, também de
corrente. 120º entre si e podem ser representados por um
Na figura 2.6 é indicado um "enrolamento gráfico igual ao da figura 2.7. O campo total H
monofásico" atravessado por uma corrente I, e o resultante, a cada instante, será igual à soma
campo H, é criado por ela, o enrolamento é gráfica dos três campos H1, H2 e H3 naquele
constituído de um par de pólos, um pólo "norte" e instante.
um pólo "sul", cujos efeitos se somam para Na figura 2.8, representamos esta soma gráfica
estabelecer o campo H. O fluxo magnético para seis instantes sucessivos.
atravessa o rotor entre os dois pólos e se fecha No instante (1), a figura 2.2 mostra que o campo H1
através do núcleo do estator. é máximo e que os campos H2 e H3 são negativos e
Se a corrente I é alternada, o campo H também é, e de mesmo valor, iguais a 0,5 x H1. Os três campos
o seu valor a cada instante será representado pelo representados na figura 2.8 (parte superior),
mesmo gráfico da figura 2.2, inclusive invertendo o levando em conta que o campo negativo é
sentido em cada meio ciclo. representado por uma seta de sentido oposto ao
O campo H é "pulsante" pois, sua intensidade que seria normal; o campo resultante (soma
”varia" proporcionalmente à corrente, sempre na gráfica) é mostrado na parte inferior da figura 2.8
"mesma" direção norte-sul. (1), tendo a mesma direção do enrolamento da fase
Na figura 2.7. é indicado um "enrolamento 1.
trifásico", que é formado por três monofásicos

Figura 2.6. Figura 2.7.

Figura 2.8. - Campo magnético resultante.

12


Repetindo a construção para os pontos 2, 3, 4, 5 e Exemplos:
6 da figura 2.2, observa-se que o campos resultante
H tem intensidade "constante", porém sua direção a) Qual a rotação síncrona de um motor de 6 pólos,
vai "girando", completando uma volta no fim de um 60 Hz?
ciclo.
Assim, quando um enrolamento trifásico é 120 . 60
ns = = 1200rpm
alimentado por correntes trifásicas, cria-se um 6
"campo girante", como se houvesse um único par
de pólos girantes, de intensidade constante. Este b) Motor de 12 pólos, 50 Hz?
campo girante, criado pelo enrolamento trifásico do
estator, induz tensões nas barras do rotor (linhas de 120 . 50
fluxo cortam as barras do rotor) as quais geram ns = = 500rpm
12
correntes, e conseqüentemente, um campo no
rotor, de polaridade oposta à do campo girante.
Note que o número de pólos do motor terá que ser
Como campos opostos se atraem e como o campo
sempre par, para formar os pares de pólos. Para as
do estator (campo girante) é rotativo, o rotor tende
freqüências e "polaridades" usuais, as velocidades
a acompanhar a rotação deste campo. Desenvolve-
síncronas são:
se então, no estator, um conjugado motor que faz
com que ele gire, acionando a carga.
Número Rotação síncrona por minuto
A "interação" entre os campos magnéticos irá
de
produzir o conjugado no eixo do motor que é 60 Hertz 50 Hertz
pólos
função de:

C = Ps 02 3600 3000
ωs 04 1800 1500
Onde: 06 1200 1000
C = conjugado nominal (Nm); 08 900 750
Ps = potência saída nominal (kW); 10 720 600
ωs = velocidade angular (radianos por segundo). Tabela 2.1 - Velocidades Síncronas.

Por sua vez a "potência de saída" do motor Para motores de dois pólos, o campo percorre uma
depende das perdas totais no motor, que são: volta a cada ciclo. Assim, os graus elétricos
Perdas totais no cobre do estator; equivalem aos graus mecânicos.
Perdas totais no cobre do rotor; Para motores com mais de dois pólos, teremos de
Perdas por atrito e ventilação; acordo com o número de pólos, um giro
Perdas no ferro. "geométrico" menor, sendo inversamente
proporcional a 360° em dois pólos.
Por exemplo, para um motor de seis pólos teremos,
2.4.2. Velocidade Síncrona em um ciclo completo, um giro do campo de 360° *
2/6 = 120° geométricos. Isto equivale, logicamente,
A velocidade síncrona do motor é definida pela a 1/3 da velocidade em dois pólos. Conclui-se,
velocidade de rotação do campo girante, a qual assim, que:
depende do número de pólos (2p) do motor e da
freqüência (f) da rede, em ciclos por segundo Graus elétricos = Graus mecânicos x Número de
(Hertz). pólos.
Os enrolamentos podem ser construídos com um ou
mais pares de pólos, que se distribuem
alternadamente (um "norte" e um "sul") ao longo
da periferia do núcleo magnético.
O campo girante percorre um par de pólos (p) a
cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem pólos
ou pares de pólos, a velocidade do campo será:

60 . f 120 . f
ns = = [rpm]
p 2p

13


Figura 2.9. - Circuito equivalente motor indução trifásico usado pela Weg Máquinas (por fase).

Onde: Exemplo: Qual o escorregamento de um motor de 6
- Zsu = impedância de perdas suplementares; pólos, 60 Hz, se sua rotação é de 1170 rpm?
- Z1 = impedância estatórica;
- ZFe = impedância de perdas no ferro; 1200 - 1170
- ZM = impedância magnetizante;
s(%) = . 100 ∴ s(%) = 2,5%
1200
- Z2 = impedância rotórica;
- Zad = impedância adicional;
- V1 = tensão estatórica. 2.4.4. Conjugado e Potência
- V2 = tensão rotórica.
Conjugado:
O conjugado (torque) é a medida do esforço
2.4.3. Escorregamento necessário para girar um eixo.
É sabido, pela experiência prática que, para
Se o motor gira a uma velocidade diferente da levantar um peso por um processo semelhante ao
velocidade síncrona, ou seja, diferente da
usado em poços - ver figura 2.10 - a força "F" que é
velocidade do campo girante, o enrolamento do
preciso aplicar à manivela depende do comprimento
rotor "corta" as linhas de forças magnéticas do
"l" da manivela. Quanto maior for a manivela,
campo e, pelas leis do eletromagnetismo, circularão
menor será a força necessária. Se dobrarmos o
nele correntes induzidas.
tamanho "l" da manivela, a força "F" necessária
Quanto maior a carga, maior terá que ser o
será diminuída à metade.
conjugado necessário para acioná-la. Para obter o
No exemplo da figura 2.10, se o balde pesa 20N e o
conjugado, terá que ser maior a diferença de
diâmetro do tambor é 20cm, a corda transmitirá
velocidades para que as correntes induzidas e os
uma força de 20N na superfície do tambor, isto é, a
campos produzidos sejam maiores. Portanto, a
10cm do centro do eixo. Para contrabalançar esta
medida que a carga aumenta, cai a rotação do
força, precisam de 10N na manivela, se o
motor. Quando a carga é zero (motor em vazio) o
rotor girará praticamente com a rotação síncrona. A comprimento "l" for de 20cm. Se "l" for o dobro,
diferença entre a velocidade do motor n e a isto é, 40cm, a força "F" será a metade, ou seja 5N.
velocidade síncrona ns chama-se escorregamento s, Como vemos, para medir o "esforço", necessário
que pode ser expresso em rpm, como fração da para fazer girar o eixo, não basta definir a força
velocidade síncrona, ou como porcentagem desta. empregada, é preciso também dizer a que distância
do eixo a força é aplicada. O "esforço" é medido
n -n n -n
s(rpm) = ns - n s = s s(%) = s . 100 pelo conjugado, que é o produto da força pela
ns ns distância, F .l.
No exemplo citado, o conjugado vale:
Para um dado escorregamento s(%), a velocidade C = 20N . 0,10m = 10N . 0,20m = 5N . 0,40m = 2Nm
do motor será, portanto:
 s(%) 
n = ns .  1 - 
 100 

14


Pu(W) 736 . P(cv) 1000 . P(kW)
η = = =
Pa(W) 3 . V . I . cos ϕ 3 . V . I . cos ϕ

Pu(W) – Potência útil no eixo do motor.
Pa(W) - Potência absorvida da rede.

2.4.6. Fator de Potência

O fator de potência, denominado por cosϕ 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 (Figura 2.11).

P P(kW) . 1000
cos ϕ = =
S 3 . V .I
Figura 2.10. - Conjugado.

C = F .l

Onde:
C = conjugado [Nm]
F = força [N]
l = distância da aplicação da força [m]

Potência:
É a energia elétrica que o motor absorve da rede de
alimentação, transformando-a em energia mecânica
na ponta do eixo. Figura 2.11. - Ângulo do fator de potência (cosϕ).
No caso de motores de indução, por ser uma carga
indutiva e resistiva, este absorverá uma potência
"aparente", isto é, uma parcela de corrente 2.4.7. Corrente Nominal (A)
fornecerá potência útil (kW) e a outra parcela serve
para magnetização, chamada potência reativa. É a corrente que o motor absorve da rede quando
Sendo a potência dada pela seguinte forma: funciona à potência nominal, sob tensão e
freqüência nominais. O valor da corrente nominal
P= 3 . V . I . cos ϕ . η depende do rendimento (η), do fator de potência
(cosϕ), da potência e da tensão do motor:

2.4.4.1. Relação entre conjugado e potência P(kW) . 1000 P(cv) . 736
I = =
3 . V . η . cos ϕ 3 . V . η . cos ϕ
C(mkgf) . n(rpm) C(Nm) . n(rpm)
P(kW) = =
974 9550 Nas curvas características de motores de indução
trifásicos (figura. 2.12) são representados os
7024 . P(cv) 9550 . P(kW) valores de cosϕ, η , I e s.
C(Nm) = =
n(rpm) n(rpm)

2.4.5. Rendimento

O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e
a transforma em energia mecânica disponível na
ponta do eixo.
O rendimento define a eficiência com que é feita
esta transformação.

15


Figura 2.12. - Curvas características típicas de motores de indução trifásicos.

Onde: No sistema trifásico a potência em cada fase da
I = corrente; carga será Pf = Vf x If, como se fosse um sistema
In = corrente nominal; monofásico independente. A potência total será a
P = potência; soma das potências das três fases, ou seja:
Pn = potência nominal; P = 3 . Pf = 3 . Vf . If [W]
rpm = rotação;
rpms = rotação síncrona; Lembrando que o sistema trifásico é ligado em
η = rendimento; estrela ou triângulo, por esta razão temos as
cosϕ = fator de potência. seguintes relações:
Ligação estrela: V = 3 . Vf e I = If
2.4.8. Energia e Potência Elétrica Ligação triângulo: V = Vf e I = 3 . If

Embora a energia seja uma coisa só, ela pode se Assim, a potência total, para ambas as ligações,
apresentar de formas diferentes. Se ligarmos uma será:
resistência a uma rede elétrica com tensão, passará P = 3 . V .I [W]
uma corrente elétrica que irá aquecer a resistência.
A resistência absorve energia e a transforma em
calor, que também é uma forma de energia. Um Esta expressão vale para a carga formada por
motor elétrico absorve energia elétrica da rede e a resistências, onde não há defasagem entre a tensão
transforma em energia mecânica disponível na e a corrente.
ponto do eixo.
b) Cargas reativas:
Para as "cargas reativas", ou seja, onde existem
2.4.8.1. Circuitos de corrente alternada defasagem entre tensão e corrente, como é o caso
dos motores elétricos de indução, esta defasagem
a) Cargas resistivas: tem que ser levada em consideração, sendo assim,
No caso de "resistência", quanto maior a tensão da a expressão fica:
rede, maior será a corrente (para uma resistência P = 3 . V . I . cos ϕ [W]
constante) e mais depressa a resistência irá se
aquecer. Isto quer dizer que a potência elétrica será A unidade de medida usual para potência elétrica é
maior. A potência elétrica absorvida da rede, no o Watt (W), correspondente a 1 Volt vezes 1
caso da resistência, é calculada multiplicando-se a Ampère, ou seu múltiplo, o Quilowatt = 1000
tensão da rede pela corrente. Se a resistência, ou Watts. Esta unidade também é usada para medida
''carga'' for monofásica. de potência mecânica.
P = V .I [W] A unidade de medida usual para energia elétrica é o

16


quilowatt-hora (kWh) correspondente a energia Assim, podemos dizer que:
fornecida por uma potência de 1kW funcionando • Carga Resistiva: cosϕ = 1;
durante uma hora - é a unidade que aparece, para • Carga Indutiva: cosϕ < 0 (atrasado);
cobrança, nas contas de luz. • Carga Capacitiva: cosϕ > 0 (adiantado).

Os termos, atrasado e adiantado, referem-se a fase
2.4.8.2. Potências aparente, ativa e reativa da corrente em relação à fase da tensão.

a) Potência aparente (S):
É o resultado da multiplicação da tensão pela 2.5. DEFINIÇÕES
corrente (S = V . I para cada fase).
Correspondente a potência real ou "potência ativa" 2.5.1. Freqüência
que existiria se não houvesse defasagem entre a
tensão e a corrente, ou seja, se a carga fosse É o número de vezes por segundo que a tensão
formada por resistências. Então, muda de sentido e volta à condição inicial. É
P expressa em "ciclos por segundo" ou "Hertz",
S= [VA] simbolizada por Hz.
cos ϕ
ou,
S = 3 . V .I [VA] 2.5.2. Tensão Máxima (VMáx)

Evidentemente, para as cargas resistivas, cosϕ = 1 É o valor "de pico" da tensão, ou seja, o maior valor
a potência ativa é a mesma potência aparente. A instantâneo atingido pela tensão durante um ciclo
unidade de medida para potência é o volt-ampère (este valor é atingido duas vezes por ciclo, uma vez
(VA) ou seu múltiplo, o quilo-Volt-Ampère (kVA). positivo e uma vez negativo). É o valor máximo da
senoide.
b) Potência ativa (P):
É a parcela da potência aparente que realiza
trabalho, ou seja, que é transformada em energia. 2.5.3. Corrente Máxima (IMáx)
P = 3 . V . I . cos ϕ [W]
É o valor "de pico" da corrente.
ou,
P = S . cos ϕ [W]
2.5.4. Valor Eficaz de Tensão e Corrente (Vef
c) Potência reativa (Q): e Ief)
É a parcela da potência aparente que "não" realiza
trabalho. Apenas é transferida e armazenada nos É o valor da tensão e corrente contínuas que
elementos passivos (capacitores e indutores) do desenvolvem potência correspondente a
circuito. desenvolvida pela corrente alternada. É o valor
Q = 3 . V . I . senϕ [VAr] máximo dividido por raiz de dois:
ou,
VM
Q = S . senϕ [VAr]
V= e I = IM
2 2
2.4.8.3. Triângulo de potências (carga
indutiva) 2.5.5. Defasagem (φ)

É o "atraso" da onda de corrente em relação à onda
da tensão (ver figura 2.11). Em vez de ser medido
em tempo (segundos), este atraso é geralmente
medido em ângulo (graus) correspondente a fração
de um ciclo completo, considerando 1 ciclo = 360°.
A defasagem é freqüentemente expressa pelo
Figura 2.13. - Triângulo de potências. coseno do ângulo (ver item 2.4.6. Fator de
potência).

17


3. CARACTERÍSTICAS DA REDE DE a) Ligando o motor de 50Hz, com a mesma
ALIMENTAÇÃO tensão, em 60Hz:
• A potência disponível do motor será a mesma;
• A corrente nominal será a mesma;
3.1. TENSÃO NOMINAL • A corrente de partida diminui em 17%;
• O conjugado de partida diminui em 17%;
É a tensão de rede para a qual o motor foi • O conjugado máximo diminui em 17%;
projetado. As tensões trifásicas mais usadas para • A velocidade nominal aumenta em 20%;
redes de média tensão são: 2300, 3300, 4000,
4160, 6600 e 13800V. NOTAS:
1. Deverão ser observados os valores de potência
requeridas, para motores que acionam
3.1.1. Tensão da Rede de Alimentação em equipamentos que possuem conjugados
Função da Potência do Motor variáveis com a rotação;
2. Para motores de 60Hz que serão ligados em
Atualmente não há um padrão mundial para a 50Hz, isto só é possível se a tensão do motor
escolha da tensão de alimentação em função da em 50Hz for 20% abaixo da tensão em 60Hz,
potência do motor. Entre os principais fatores que pois desta forma o fluxo permanecerá
são considerados, podemos citar: praticamente o mesmo da freqüência anterior e
sendo assim as características elétricas serão
• Nível de tensão disponível no local; aproximadamente as mesmas da freqüência de
• Limitações da rede de alimentação com 60Hz.
referência à corrente de partida;
• Distância entre a fonte de tensão (subestação) e b) Se Ligando o motor de 50Hz em 60Hz, e se
a carga; alterar a tensão na mesma proporção da
• Custo do investimento, entre baixa e alta tensão freqüência:
para potências entre 150 e 450kW. • Aumenta a potência disponível do motor em
20%;
Potência (kW) • A corrente nominal será a mesma;
3000
• A corrente de partida será aproximadamente a
mesma;
2000
• O conjugado de partida será aproximadamente o
1000
mesmo;
• O conjugado máximo será aproximadamente o
mesmo;
450 • A rotação nominal aumenta 20%.
300
150
3.3. TOLERÂNCIA NA VARIAÇÃO DE
220 440 2300 4160 6600 13800
V
TENSÃO E FREQÜÊNCIA
Figura 3.1. - Tensões Normalmente Utilizadas em
Conforme a NBR 7094 (Capítulo 04, item 4.3.3) o
Função da Potência do Motor.
motor elétrico de indução deve ser capaz de
funcionar de maneira satisfatória dentro das
possíveis combinações das variações de tensão e
3.2. FREQÜÊNCIA NOMINAL freqüência classificadas em zona A ou zona B,
conforme figura 3.2 abaixo:
É a freqüência da rede para o qual o motor foi
projetado.

3.2.1. Ligação em Freqüências Diferentes

Motores trifásicos bobinados para 50Hz poderão ser
ligados também em rede de 60Hz, porém:

18


1,10

Figura 3.2. - Limites das Variações de Tensão e de Freqüência em Funcionamento.

Ainda, quanto aos limites de tensão e freqüência, a motivo a NBR recomenda o não funcionamento
norma define um acréscimo na elevação de prolongado na periferia da zona B), entretanto a
temperatura ou na temperatura total do motor norma não estabelece os limites. Assim sendo, o
quando há uma variação simultânea da tensão e da motor deve ser capaz de funcionar dentro das
freqüência. Para as condições de operação nos zonas A e B, fornecendo conjugado nominal.
limites da zona A (ver figura 3.2), as
elevações de temperatura e a temperatura O efeito "aproximado" da variação da tensão sobre
total podem exceder em aproximadamente as características do motor é mostrado na tabela
10K os limites especificados, em contra partida abaixo. Esses valores podem variar de motor para
o motor deve assegurar o seu conjugado nominal. motor ou de um motor pequeno para um grande,
Quanto as características de desempenho, elas ou ainda, de um tipo de refrigeração para outro.
podem sofrer variações (tanto na zona A quanto na Ver tabela 3.1:
zona B - mais acentuada nesta última, por este

Desempenho do Tensão 20% acima Tensão 10% acima Tensão 10% abaixo
Motor da nominal da nominal da nominal
Conjugado de partida aumenta 44% aumenta 21% diminui 19%
Corrente de partida aumenta 25% aumenta 10 a 12% diminui 10 a 12%
Corrente de plena carga diminui 11% diminui 7% aumenta 11%
Escorregamento diminui 30% diminui 17% aumenta 23%
Rotação aumenta 1,5% aumenta 1% diminui 1,5%
Rendimento pequeno aumento aumenta 1% diminui 2%
Fator de potência diminui 5 a 15% diminui 3% aumenta 1%
Temperatura diminui 5°C diminui 3°C aumenta 6°C
Ruído magnético sem carga aumento perceptível ligeiro aumento ligeira diminuição
Tabela 3.1. - Efeito aproximado da variação de tensão sobre as características do motor.

19


4. MOTORES DE ALTA TENSÃO WEG

4.1. NORMAS APLICÁVEIS

As máquinas são projetadas, fabricadas e testadas segundo as Normas ABNT, IEC, NEMA, DIN entre outras,
onde aplicáveis:

Entrada Normativa 1)
Assunto ABNT NEMA DIN / VDE CSA
IEC
(NBR) (EUA) Alemanha Canadá
DIN EN 60034-1
60034-1 7094 MG 1 C 22.2
Especificação DIN EN 60034-12
60034-12 Parte 1, 10 e 20 Nº 100
DIN VDE 0530-8
Padronização 5432 MG 1 DIN 42673-1
60072 2)
Dimensões Parte 4 e 11 DIN 42677-1
5383-1 MG 1 DIN EN 60034-2 C 22.2
Método de Ensaio 60034-2
Parte12 DIN VDE 0530-8 Nº 100
MG 1
Formas construtivas 60034-7 5031 DIN EN 60034-7 2)
Parte 4
MG 1
Graus de proteção 60034-5 9884 DIN EN 60034-5 2)
Parte 5
Métodos de MG 1
60034-6 5110 DIN EN 60034-6 2)
resfriamento Parte 6
MG 1
Limites de vibração 60034-14 7094 DIN EN 60034-14 2)
Parte 7
MG 1
Nível de ruído 60034-9 7565 DIN EN 60034-9 2)
Parte 9
Padronização MG 1 DIN 42673-1
8441 2)
Potência x Carcaça 60072 Parte 13 DIN 42677-1
Equipamento elétrico 60079- 0
para atmosferas 60079-10
9518 C22.2N.145M
explosivas 60079-14
Proteção Ex-n 6079-15

Proteção Ex-e 60079- 7 9883
5420
Proteção Ex-p NB 169
60079- 2

5363
Proteção Ex-d 60079- 1
EB 239
Tabela 4.1. - Correspondência numérica entre normas de motores de indução.

NOTAS:
1) A correspondência indicada não significa que as normas são equivalentes;
2) Adotam as normas CEMA - equivalentes às normas NEMA.

20


4.2. ORIENTAÇÃO PARA SELEÇÃO DE MOTORES

4.2.1. Linha Master "M"

A linha de motores de indução "M" é fabricada da carcaça 280 até 1800, normalmente até 14 pólos (com
fabricação possível em carcaça e polaridades maiores), tensões variando de 220V a 13,8 kV com potências de
100 a 50.000 kW, atendendo as exigências das normas citadas anteriormente nas suas últimas versões.

Códigos dos modelos:

M G F 560 A

LINHA DO MOTOR

M - Linha Master

TIPO DO ROTOR

G - Gaiola
A - Anel (Bobinado)

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO

A - Aberto (Auto-Ventilado, IP23)
P - Aberto (Auto-ventilado, IP24)
F - Trocador de Calor Ar-Ar
W - Trocador de Calor Ar-Água
I - Ventilação Forçada (Independente) com Trocador de Calor Ar-Ar
D - Auto-Ventilado por Dutos
T - Ventilação Forçada (Independente) por Dutos, o ventilador separado do
motor
L - Ventilação Forçada (Independente) com Trocador de Calor Ar-Água
V - Ventilação Forçada (Independente) Aberto, o ventilador em cima do
motor

CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 280 A 1800)

FURAÇÃO DOS PÉS S, M, L, A, B, C, D, E

NOTA:
As potências descritas nos catálogos WEG são válidas para as seguintes condições:
• Temperatura ambiente até 40ºC;
• Altitude da instalação até 1000m;
• Freqüência de 60Hz;
• Fator de serviço = 1.0;
• Partida com tensão plena;
• Regime de serviço S1 (contínuo);
• Elevação de temperatura 80ºC.

21


4.2.2. Linha High Performance "H"

A linha de motores de indução "H" é fabricada da carcaça 315 até 630, normalmente até 14 pólos e tensão
variando de 220V a 6,9 kV com potências de 100 a 3150kW, atendendo as exigências das normas citadas
anteriormente nas suas últimas versões.

Códigos dos modelos:
H G F 450 A
LINHA DO MOTOR

H - Linha High Performence

TIPO DO ROTOR

G - Gaiola

F – Fechado e aletado (Ventilação Externa)

CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 315 A 630)

FURAÇÃO DOS PÉS L, A, B, C, D, E

NOTA:

22


4.2.3. Linha AGA

A linha de motores de indução "AGA" é fabricada nas carcaças 280 e 315, em 2 e 4 pólos, e tensão até 440V
com potências de 100 a 500kW, atendendo as exigências das normas citadas anteriormente nas suas últimas
versões.

Códigos dos Modelos:
A G A 315 A

LINHA DO MOTOR

A - Linha Aberto

TIPO DO ROTOR

G - Gaiola


A – Aberto (Auto-Ventilado, IP23)

CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 280 E 315)

FURAÇÃO DOS PÉS L,A,B,C,D,E

NOTA:

23


5. CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE 5.2. TEMPERATURA AMBIENTE

Motores que trabalham em temperaturas inferiores
A potência admissível do motor de indução é a -20ºC, apresentam os seguintes problemas:
determinada levando-se em consideração, a) Excessiva condensação, exigindo drenagem
principalmente, dois fatores: adicional ou instalação de resistência de
• Altitude em que o motor será instalado; aquecimento, caso o motor fique longos
• Temperatura do meio refrigerante. períodos parado;
b) Formação de gelo nos mancais, provocando
Conforme a NBR-7094, as condições usuais de endurecimento das graxas ou lubrificantes nos
serviço são: mancais, exigindo o emprego de lubrificantes
a) Altitude não superior a 1000m acima do nível do especiais ou graxa anticongelante, conforme
mar; especificado no Manual de Instalação e
b) Meio refrigerante (na maioria dos casos, o ar Manutenção WEG. Em motores que trabalham
ambiente) com temperatura não superior a 40ºC em temperaturas ambientes constantemente
e isenta de elementos prejudiciais. superiores a 40ºC, o enrolamento pode atingir
Até estes valores de altitude e temperatura temperaturas prejudiciais à isolação. Este fato
ambiente, considera-se condições normais e o tem que ser compensado por um projeto
motor deve fornecer, sem sobre-aquecimento, sua especial do motor, usando materiais isolantes
potência nominal. especiais (de classe superior) ou pela redução
da potência nominal do motor.

5.1. ALTITUDE
5.3. DETERMINAÇÃO DA POTÊNCIA
Motores funcionando em altitudes acima de 1000m ÚTIL DO MOTOR NAS DIVERSAS
acima do nível do mar, apresentam problemas de COMBINAÇÕES DE TEMPERATURA E
aquecimento causado pela rarefação de ar e, ALTITUDE
conseqüentemente, diminuição de seu poder de
arrefecimento. Associando os efeitos da variação da temperatura e
A insuficiente troca de calor entre o motor e o ar da altitude, a capacidade de dissipação da potência
circundante, leva a exigência de redução de perdas, de perdas do motor pode ser obtida multiplicando-
o que significa, também, redução de potência. se a potência útil (ou a potência nominal a 40°C e
Os motores têm aquecimento diretamente 1000m) pelo fator de multiplicação obtido na tabela
proporcional às perdas e estas variam, 5.1 abaixo:
aproximadamente, numa razão quadrática com a
potência. H
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
T
Existem três soluções possíveis para instalação e 10 - - - - - - 0,99
um motor acima de 1000m do nível do mar, se
15 - - - - - 1,00 0,94
dimensionado para 1000m e 40°C:
a) Com o uso de material isolante de classe 20 - - - - 1,00 0,95 0,90
superior, é possível tirar a potência original; 25 - - - 1,00 0,96 0,90 0,85
b) Usar motores com fator de serviço maior que
30 - - 1,00 0,96 0,90 0,86 0,81
1,0 (1,15 ou maior), desde que seja requerida
pela carga somente a potência nominal do 35 - 1,00 0,95 0,90 0,85 0,81 0,77
motor; 40 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,76 0,72
c) Reduzir em 1% a potência requerida para cada
45 0,94 0,89 0,84 0,80 0,76 0,72 0,68
100m de elevação na altitude acima de 1000m,
isto para a mesma temperatura ambiente. 50 0,88 0,83 0,79 0,75 0,71 0,67 0,64
55 0,82 0,77 0,73 0,70 0,66 0,63 0,60
60 0,76 0,72 0,68 0,65 0,62 0,59 0,56
Tabela 5.1 - Fator de multiplicação da potência útil
em função da temperatura ambiente (T) em "°C" e
de altitude do nível do mar (H) em "m".

24


5.4. ATMOSFERA AMBIENTE necessária para perfeita refrigeração do motor.
Para o motor com trocador ar-água, a
5.4.1. Ambientes Agressivos refrigeração é feita pela troca de calor entre a
água circulante (circuito externo) e o ar
Ambientes agressivos, tais como estaleiros, circulante interno (circuito interno) ao trocador.
instalações portuárias, indústria de pescado e Os motores refrigerados por dutos e os com
múltiplas aplicações navais, indústria química e trocador ar-água possuem a mesma eficiência
petroquímica, exigem que os equipamentos que de um motor aberto.
neles trabalham sejam perfeitamente adequados
para suportar tais circunstâncias com elevada
5.4.4. Ambientes Perigosos
confiabilidade, sem apresentar problemas de
qualquer espécie.
5.4.4.1. Áreas de risco
Para aplicação de motores nestes ambientes
agressivos, a WEG desenvolveu uma linha de Uma instalação onde produtos inflamáveis são
motores, projetados para atender os requisitos continuamente manuseados, processados ou
especiais e padronizados para as condições mais armazenados, necessita, obviamente, de cuidados
severas que possam ser encontradas. especiais que garantam a manutenção do
Os motores deverão ter as seguintes características patrimônio e preservem a vida humana. Os
especiais: equipamentos elétricos, por suas próprias
• Enrolamento duplamente impregnado*; características, podem representar fontes de
• Pintura anti-corrosiva (epóxi), internamente e ignição, quer seja pelo centelhamento devido a
externamente; abertura e fechamento de contatos ou por
• Placa de identificação de aço inoxidável; superaquecimento de algum componente, seja ele
• Elementos de montagem zincados; intencional ou causado por correntes de defeito.
• Ventilador de material não faiscante;
• Vedação específicas para cada tipo de mancal,
entre o eixo e as tampas; 5.4.4.2. Atmosfera Explosiva
• Juntas de borracha para vedar caixa de ligação.
Uma atmosfera é explosiva quando a proporção de
* Em baixa tensão, em alta tensão uma única vez gás, vapor, pó ou fibras é tal, que uma faísca
pelo sistema V.P.I. proveniente de um circuito elétrico ou o
aquecimento de um aparelho provoca a explosão,
para tal, três elementos são necessários:
5.4.2. Ambientes Contendo Poeiras ou fibras combustível + oxigênio + faísca = explosão.

Para analisar se os motores podem ou não trabalhar
nestes ambientes, devem ser informados os 5.4.4.3. Classificação das áreas de risco
seguintes dados: tamanho e quantidade
aproximada das fibras contidas no ambiente. O De acordo com as normas ABNT / IEC, as áreas de
tamanho e a quantidade de fibras são fatores risco são classificadas em:
importantes, pois podem provocar no decorrer do Zona 0: Região onde a ocorrência de mistura
tempo, a obstrução da ventilação, e assim, o inflamável e/ou explosiva é contínua,
aquecimento do motor. Quando o conteúdo de ou existe por longos períodos. Por
fibras for elevado, devem ser empregados filtros de exemplo, a região interna de um tanque
ar ou efetuar a limpeza nos dispositivos de de combustível. A atmosfera explosiva
refrigeração ou mesmo nos motores. está sempre presente;
Zona 1: Região onde a probabilidade de ocorrência
de mistura inflamável e/ou explosiva está
5.4.3. Locais em que a Ventilação do Motor associada à operação normal do
é Prejudicada equipamento e do processo. A atmosfera
explosiva está freqüentemente presente;
Nestes casos, existem duas soluções: Zona 2: Locais onde a presença de mistura
1) Utilizar motores sem ventilação; inflamável e/ou explosiva não é provável
2) Utilizar motores com ventilação por dutos ou de ocorrer, é por poucos períodos. Está
com trocador de calor ar-água. No caso do associada à operação anormal do
motor refrigerado por dutos, calcula-se o equipamento e do processo. Perdas ou
volume de ar deslocado pelo ventilador do uso negligente. A atmosfera explosiva
motor determinando a circulação de ar pode acidentalmente estar presente.

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