Este documento discute motores elétricos de corrente alternada, incluindo: 1) Uma introdução sobre a utilização de motores de CA devido à rede elétrica ser de corrente alternada; 2) Uma descrição geral dos principais tipos de motores de CA, incluindo síncronos e assíncronos; 3) O princípio de funcionamento dos motores, que envolve a variação de um campo magnético para produzir rotação.
2. MOTORES ELÉTRICOS DE CA
Introdução;
Descrição Geral;
Principio de funcionamento contexto geral;
Motores de Indução Monofásicos;
Motores de Indução Assíncrono;
3. INTRODUÇÃO
Em Virtude da rede fornecida pelas
concessionárias ser Corrente Alternada, os
motores de CA são amplamente utilizados.
Como exemplo temos os ventiladores, fura-
deiras, bombas d’água, etc.
Um motor recebe energia elétrica, o estator
produz um campo magnético e o rotor sob
ação do campo magnético produz energia
mecânica
4. DESCRIÇÃO
• Equipamento rotativo que funciona a partir
de energia elétrica;
• Podem ser SINCRONOS e ASSÍNCRONOS;
– Síncronos: rotação é proporcional
à frequência da rede
– Assíncronos: sofre escorregamento conforme a
intensidade de carga, porém seu uso é mais
comum em industrias.
• Também definidos em Monofásico e
Trifásico;
– Os motores Monofásico são mais limitados que
os Trifásicos e possuem sua partida a
capacitor (Ventilador).
5.
6. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Variação de um campo magnético que
provoca a rotação do rotor da motor de CA.
O motor síncrono é um alternador
funcionando como motor; aplica-se CA ao
estator e CC ao rotor.
O motor de indução o seu rotor não está
ligado a qualquer fonte de alimentação,
sendo o seu rotor alimentado por indução
magnética.
11. MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS
Formados por um único enrolamento que
gera um campo magnético de acordo com a
corrente que o alimenta;
Gerando também outro campo oposto ao
primeiro provocando defasagem de 180º.
No entanto, as forças irão se anular e o
motor ficará parado até que um dispositivo
permita sua partida.
12. MOTORES MONOFÁSICO DE FASE DIVIDIDA.
Enrolamento principal e auxiliar defasados
90º entre si facilitando a partida.
O enrolamento auxiliar é
utilizado somente para parti-
da.
Quando o motor atinge
75 a 85% de sua velocidade o enrolamento
auxiliar é desconectado
13. MOTORES MONOFÁSICO COM CAPACITOR DE
PARTIDA
Produz mior torque durante a partida.
É adicionado um capacitor ao enrolamento
auxiliar. Estes motores poderão ser
reversíveis por meio da inversão polaridade
do enrolamento auxiliar.
14. MOTORES MONOFÁSICO COM CAPACITOR DE
PARTIDA
O enrolamento fica conectado
permanentemente.
Possui um capacitor do tipo à óleo.
Possui torque de partida baixo e é sensível a
variação de velocidade.
15. MOTORES MONOFÁSICO COM DOIS
CAPACITORES
Enrolamento ligado permanentemente a dois
capacitores (um de óleo e outro eletrolítico);
Possui um custo elevado e são fabricados
apenas para potencia acima de 1CV.
Possui troque elevado (motor capacitor a
partida), sendo silencioso e fácil controle de
velocidade (capacitor permanente).
O capcitor a óleo usado para o arranque
sendo desligado após atingir velocidade de
75%.
16. MOTORES DE POLOS SOMBREADOS OU
CAMPOS DISTORCIDOS
Processo de partida simples, confiável e
econômico.
Possui 03 tipos apartir de variação da forma
construida
Polos salientes (mais utilizado);
Tipo esqueleto; e
Enrolamento distribuído.
20. MOTOR DE INDUÇÃO
motor de indução é o motor CA mais
usado, por causa de sua simplicidade,
construção robusta, baixo custo de
fabricação e boas características de
funcionamento.
No motor de indução é induzido correntes
alternadas no circuito do rotor, pelo campo
magnético girante produzido nas bobinas do
estator.
21.
22. MOTOR DE INDUÇÃO
Rotores
um cilindro laminado, com ranhuras na
superfície.
O enrolamento pode ser do tipo rotor de
gaiola ou rotor laminado.
23. Rotor de gaiola - barras de cobre, um anel
de cobre ou de bronze (aneis de curto-ckto).
Rotor Bobinado Os enrolamentos de fase
do rotor(trifásico) são trazidos para o exterior
através de três anéis coletores montados
sobre o eixo do motor. Possui resistências
variáveis que controlam a corrente e a
velocidade do rotor
24. INFORMAÇÕES SOBRE MOTORES (PLACA)
IP - índice de proteção – (IP-00 até IP-68),
identifica o grau de proteção em relação a
corpos(1º) e água(2º) Indices "standards"
são: IP-21 (Aberto), IP-44 (Fechado) e IP-55
(Blindado).
Forma construtiva – 3 ou 4 algarismos
(B3D),
Carcaça -
25. APLICAÇÕES
Dentre a enorme variedade de aplicações
encontradas para os motores elétricos,
podemos citar:
bombas, compressores, exaustores, ventilador
ese máquinas operatrizes.
28. VELOCIDADE SÍNCRONA E ESCORREGAMENTO
A velocidade do campo magnético girante é
chamada de velocidade síncrona do motor.
ns - velocidade síncrona ou velocidade do campo
magnético girante,(rpm);
f- frequência da corrente do estator ou freqüência da rede;
p -número total de pólos.
29. VELOCIDADE SÍNCRONA E ESCORREGAMENTO
1 conjunto de enrolamentos (3 fases):
Campo girante perfaz uma rotação de 360º
correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f)
2 conjuntos de enrolamentos:
Campo girante perfaz uma rotação de 180º
correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f)
32. EQUAÇÃO DO TORQUE DO MOTOR (T)
O torque de um motor de indução (motor
assíncrono) depende, basicamente, da
intensidade da interação entre os campos do
rotor e do estator, representados pela
corrente do rotor e a tensão do estator.
34. EQUAÇÃO DO TORQUE DO MOTOR (T)
Calculando o torque de um motor por meio
da potencia e RPM.
Ex.:
Motor 65 CV a 4600 RPM
Resposta 10,1 Kgf.m
T = Kgf.m
P = CV (HP)
K = 726,12 Constante
35. CONJUGADO DO MOTOR (OU TORQUE)
O conjugado (também chamado de torque,
momento ou binário) é a medida do esforço
necessário para girar um eixo.
C ->conjugado (ou Torque), N.m;
F -> força, N;
d -> distância da aplicação da força, m.
36. VELOCIDADE NOMINAL DO MOTOR (VELOCIDADE
DO ROTOR
É a velocidade do motor (rotor) funcionando
à potência nominal, sob tensão e frequência
nominais.
Depende do escorregamento e da
velocidade síncrona.
37. POTÊNCIA NOMINAL (PARA MOTORES
TRIFÁSICOS)
É a energia elétrica absorvida da rede de
alimentação, transformando-a em energia
mecânica na ponta do eixo. No caso de
motores de indução, por ser uma carga
indutiva e resistiva, este absorverá uma
potência "aparente", isto é, uma parcela de
corrente fornecerá potência útil (kW) e a
outra parcela serve para magnetização,
chamada potência reativa (kvar).
39. CORRENTE NOMINAL DO MOTOR(CORRENTE DO
ESTATOR PARA MOTORES TRIFÁSICOS)
É a corrente que o motor absorve da rede
quando funciona à potência nominal, sob
tensão e frequência nominais.
42. MOTOR SÍNCRONO TRIFÁSICO
O alto rendimento
- Correção do fator de potência da rede;
- Altos torques;
- Velocidade constante nas variações de
carga
- Baixo custo de manutenção.
Obs.: seu rotor gira com a mesma velocidade
do campo magnético (sincronismo)
43. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O estator é energizado com uma tensão CA
trifásica (formando o campo)
O estator é energizado com uma tensão CA
trifásica (comporta-se como imã) procurando
alinhar-se.
Quando o campo magnético gira, o rotor gira
em sincronismo com o campo.
A velocidade do campo magnético depende
da frequência da rede CA
45. TIPO DE EXCITAÇÃO DO CAMPO CC DO ROTOR
Excitariz Estática (com escovas) - anéis
coletores e escovas que possibilitam a
alimentação.
Excitariz Brushless (sem escovas) -
excitatriz girante localizada em um
compartimento na parte traseira do motor.
Uma das desvantagens do motor síncrono
puro é que ele não pode partir de uma
posição de repouso apenas com a aplicação
da tensão CA trifásica ao estator.
48. CONJUGADO
Medida do esforço para girar um eixo:
Unidade de medida => N.m;
C = F.l => F=> força (N) e l
=>comprimento (m)
49. ENERGIA E POTÊNCIA MECÂNICA
Velocidade com que a energia é aplicada ou
consumida;
Unidade de medida => N.m; *
*mesma unidade mas forças diferente.
51. CONSIDERAÇÕES
Os Motores de Corrente elétrica são
dispositivos destinados a conversão de
energia elétrica em mecânica. Bastante
difundidos por utilizares a rede elétrica de
corrente alternada residencial ou de
empresas.