Eficiência energética em aplicações de motores elétricos

CTC_M6_V2_T
MÓDULO 6
Eficiência Energética em
Aplicações de Motores
Elétricos

Módulo 6 – Eficiência Energética em Aplicações de Motores Elétricos
2
1 PANORAMA ENERGÉTICO BRASILEIRO...........................................................11
1.1 PERFIS DE CONSUMO......................................................................................12
1.1.2 Barreiras para Realização de Trabalhos de Eficiência Energética...................16
1.2 FATURA DE ENERGIA.......................................................................................18
1.2.1 Histórico do Faturamento do Setor Elétrico Brasileiro......................................18
1.2.2 Mudanças no Setor Elétrico Brasileiro .............................................................19
1.2.3 Fatura de Energia Elétrica................................................................................20
1.3 LEI DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA....................................................................21
1.4 PROGRAMAS DE INCENTIVO A ECONOMIA DE ENERGIA............................23
1.4.1 PROCEL...........................................................................................................23
1.4.2 PROINFA .........................................................................................................24
1.4.3 PROESCO .......................................................................................................24
1.4.4 Plano de Troca WEG........................................................................................25
2 TECNOLOGIA DE MOTORES ELÉTRICOS.........................................................26
2.1 PRINCÍPIOS DE MOTORES ELÉTRICOS .........................................................26
2.2 TIPOS DE MOTORES.........................................................................................28
2.2.1 Motores Assíncronos de Baixa Tensão............................................................28
2.2.2 Rotor Gaiola .....................................................................................................29
2.3 PLACA DE IDENTIFICAÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS................................30
2.4 EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA DE MOTORES ELÉTRICOS ...............................31
2.4.1 Chapas Magnéticas – Rendimento do Motor ...................................................32
2.4.2 Classes de Isolamento .....................................................................................33
2.4.3 Materiais Isolantes ...........................................................................................34
2.4.4 Proteções .........................................................................................................37
2.4.5 Mancais............................................................................................................39
2.4.6 Lubrificação......................................................................................................40
2.4.7 Vedação W3 Seal.............................................................................................41
2.4.8 Técnicas de Construção...................................................................................42
2.5 PRODUTOS EFICIENTES E SUAS APLICAÇÕES............................................45
2.5.1 W22..................................................................................................................45
2.5.2 Alto Rendimento Plus.......................................................................................46
2.5.3 Wmagnet..........................................................................................................47
2.5.4 Well ..................................................................................................................48
2.5.5 Wmining ...........................................................................................................50
2.5.6 Wdip .................................................................................................................51
2.5.7 Wwash..............................................................................................................52
2.5.8 Roller Table......................................................................................................53
3 APLICAÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS............................................................54
3.1 DIMENSIONAMENTO DE MOTORES ELÉTRICOS ..........................................54
3.1.1 Potência Nominal .............................................................................................54
3.1.2 Conjugado Resistente da Carga ......................................................................55
3.1.3 Conjugados Não Definidos...............................................................................58
3.1.4 Conjugado Resistente Médio da Carga............................................................59
3.1.5 Momento de Inércia da Carga..........................................................................61
3.1.6 Conjugado x Velocidade do Motor ...................................................................62
3.1.7 Conjugado Básico ............................................................................................62
3.1.8 Conjugado Nominal ou de Plena Carga ...........................................................63

3
3.1.9 Conjugado com Rotor Bloqueado ....................................................................63
3.1.10 Conjugado Mínimo .........................................................................................63
3.1.11 Conjugado Máximo.........................................................................................63
3.1.12 Fatores de Correção dos Conjugados em Função da Tensão.......................64
3.1.13 Conjugado Motor Médio .................................................................................65
3.1.14 Tempo de Rotor Bloqueado (trb).....................................................................66
3.1.15 Tempo de Rotor Bloqueado em Relação a Classe Isolante...........................67
3.1.16 Tempo de Aceleração ....................................................................................68
3.1.17 Potência Dinâmica ou de Aceleração.............................................................69
3.1.18 Exercício 1......................................................................................................72
3.2 ESCOLHA DO TIPO DE CHAVE DE PARTIDA..................................................73
3.2.1 Partida Direta ...................................................................................................73
3.2.2 Partida Estrela-Triângulo..................................................................................74
3.2.3 Partida Compensadora.....................................................................................77
3.2.4 Partida Série-Paralelo ......................................................................................79
3.2.5 Comparativo Estrela Triângulo x Compensadora.............................................82
3.2.6 Escolha da Chave em Função do Motor e da Rede.........................................83
3.3 VARIAÇÃO DE VELOCIDADE............................................................................83
3.3.1 Introdução ........................................................................................................83
3.3.2 Sistema de Variação de Velocidade.................................................................84
3.3.3 Variadores Hidráulicos .....................................................................................87
3.3.4 Variadores Eletromagnéticos ...........................................................................89
3.3.5 Variadores Eletroeletrônicos ............................................................................90
3.3.6 Motores de Duas Velocidades com Enrolamento por Comutação de Pólos ....94
3.4 ESPECIFICAÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS.................................................95
3.4.1 Introdução ........................................................................................................95
3.4.2 Vedações de Eixo ............................................................................................95
3.4.3 Pintura..............................................................................................................97
3.4.4 Dispositivos de Proteção Térmica....................................................................99
3.4.5 Acessórios......................................................................................................103
3.4.6 Exercício 3......................................................................................................105
3.5 CONVERSORES ESTÁTICOS DE FREQÜÊNCIA...........................................105
3.5.1 Introdução ......................................................................................................105
3.5.2 Tipos de Conversores Estáticos de Freqüência.............................................106
3.5.3 Conversores de Freqüência com Modulação por Largura de Pulsos (pwm)..111
3.5.4 Controle Escalar.............................................................................................115
3.5.5 Controle Vetorial.............................................................................................116
3.5.6 Constituição Básica do Controlador Eletrônico ..............................................121
3.5.7 Aplicação de Conversores de Freqüência......................................................123
3.5.8 Efeito dos Harmônicos na Rede.....................................................................131
3.5.9 Aplicações Típicas .........................................................................................137
3.5.10 Ventiladores .................................................................................................138
3.5.11 Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado..............................................138
3.5.12 Torno de Superfície / Laminador Desfolhador..............................................139
3.5.13 Sistemas de Transporte ...............................................................................140
3.5.14 Extrusoras ....................................................................................................141
3.5.15 Trefilas..........................................................................................................141
3.5.16 Misturadores.................................................................................................142
3.5.17 Sistemas de Elevação..................................................................................142
3.5.18 Bobinadores/Desbobinadores ......................................................................142

4
3.5.19 Fresadoras ...................................................................................................143
3.5.20 Sistemas de Dosagem .................................................................................144
3.5.21 Centrífugas...................................................................................................144
3.5.22 Moinhos a Tambor .......................................................................................145
4 ANÁLISE TÉCNICO-ECONÔMICO DO CONSUMO DE ENERGIA EM MOTORES
ELÉTRICOS............................................................................................................146
4.1 O INSUMO ENERGIA ELÉTRICA.....................................................................146
4.2 METODOLOGIA DE ANÁLISE DE CONSUMO DE ENERGIA EM MOTORES
ELÉTRICOS............................................................................................................148
4.2.1 Rendimento (η) ..............................................................................................148
4.2.2 Carregamento dos Motores............................................................................151
4.2.3 Consumo de Energia em kWh/ano:................................................................154
4.2.4 Motores Sobredimensionados........................................................................155
4.2.5 Considerações sobre Adaptações Elétricas e Mecânicas da Concepção
Original....................................................................................................................156
4.3 ANÁLISE ECONÔMICA ....................................................................................157
4.3.1 Características dos Motores e seus Impactos nos Valores de Investimento..157
4.4 ESTUDO DE CASOS........................................................................................158
4.4.1 Zanotti Elásticos.............................................................................................158
4.4.2 Buaiz Alimentos..............................................................................................162
5 MANUTENÇÃO EFICIENTE................................................................................165
5.1 A SITUAÇÃO DA MANUTENÇÃO NO BRASIL ................................................166
5.2 INSTALAÇÃO EFICIENTE................................................................................167
5.2.1 Instruções Gerais ...........................................................................................167
5.3 MANUTENÇÃO EFICIENTE .............................................................................168
5.3.1 Montagem e desmontagem de rolamentos ....................................................168
5.3.2 Lubrificação....................................................................................................169
5.3.3 Alinhamento ...................................................................................................170
5.4 MÉTODOS DE MANUTENÇÃO........................................................................174
5.4.1 Manutenção Corretiva ....................................................................................175
5.4.2 Manutenção Preventiva..................................................................................175
5.4.3 Manutenção Preditiva.....................................................................................175
REFERÊNCIAS.......................................................................................................176
ANEXOS .................................................................................................................177

5
Índice de Gráficos
Gráfico 1.1: Produção e consumo de energia elétrica no Brasil................................11
Gráfico 1.2: Consumo total de energia por fonte.......................................................12
Gráfico 1.3: Mercado de fornecimento por classe de consumo - Brasil ....................13
Gráfico 1.4: Consumo industrial de energia elétrica..................................................13
Gráfico 1.5: Distribuição do total do consumo industrial por região...........................14
Gráfico 1.6: Distribuição do consumo de energia elétrica por uso final na indústria .14
Gráfico 1.7: Distribuição do consumo de energia elétrica por setor ..........................15
Gráfico 1.8: Distribuição do consumo de energia elétrica na força motriz.................16
Gráfico 1.9: Setores que colocam a eficiência energética entre as 2 prioridades.....17
Gráfico 1.10: Tempo de retorno para projetos de Eficiência Energética ...................17
Gráfico 5.1: Custo Total ..........................................................................................166
Gráfico 5.2: Contratações........................................................................................166
Gráfico 5.3: Custos..................................................................................................166
Gráfico 5.4: Estoque................................................................................................166
Gráfico 5.5: Indicadores ..........................................................................................166
Gráfico 5.6: Manutenções .......................................................................................166
Gráfico 5.7: Idade Média .........................................................................................167
Gráfico 5.8: Disponibilidade.....................................................................................167

6
Índice de Tabelas
Tabela 1.1: Mudanças no setor elétrico brasileiro.....................................................19
Tabela 1.2: Resultados anuais obtidos pelo Procel 1986-2006.................................23
Tabela 3.1: Rendimento de acoplamentos................................................................55
Tabela 3.2: Temperatura limite de rotor bloqueado...................................................66
Tabela 3.3: Tempo de aceleração.............................................................................71
Tabela 3.4: Estrela Triângulo X Compensadora........................................................82
Tabela 3.5: Chave de Partida em função da tensão da rede ....................................83
Tabela 3.6: Resumo das ligações Dahlander............................................................94
Tabela 3.8: Comparativa entre os sistemas de proteção mais comuns ..................102
Tabela 3.9: Tabela de especificação da resistência de aquecimento .....................103
Tabela 3.9: Conversor sem e com compensação de escorregamento nominal......116
Tabela 3.10: Conversor com compensação de escorregamento otimizado e
realimentação por tacogerador de pulsos. .............................................................116
Tabela 4.1: Projeto Original X Modificação WEG....................................................161

7
Índice de Figuras
Figura 1.1: Exemplo de fatura de energia .................................................................21
Figura 2.1: Universo dos motores elétricos...............................................................28
Figura 2.2: Motor assíncrono de rotor gaiola.............................................................29
Figura 2.3: Evolução do motor trifásico AEG (relação peso/potência) ......................32
Figura 2.4: Espaço ocupado por fios (de idêntica seção de cobre) com diversos tipos
de isolação ................................................................................................................32
Figura 2.5: Evolução dos imãs ..................................................................................32
Figura 2.6: Motor Alto Rendimento............................................................................33
Figura 2.7: Classes de isolamento ............................................................................34
Figura 2.8: Rolamento rígido de uma carreira de esferas .........................................39
Figura 2.9: Ilustração em corte 3D de um motor com vedação W3 Seal ..................41
Figura 3.1 ..................................................................................................................56
Figura 3.2 ..................................................................................................................56
Figura 3.3 ..................................................................................................................57
Figura 3.4 ..................................................................................................................58
Figura 3.5 ..................................................................................................................59
Figura 3.6: Curva de Conjugados de Cargas ............................................................59
Figura 3.7: Conjugado resistente médio para x = -1..................................................61
Figura 3.8: Momento de inércia em rotações diferentes ...........................................61
Figura 3.9: Curva Conjugado x Velocidade...............................................................62
Figura 3.10: Fatores de redução k1 e k2 em função das relações de tensão do motor
e da rede Um/Um.......................................................................................................64
Figura 3.11: Conjugado motor médio........................................................................65
Figura 3.12: Conjugado acelerador médio ................................................................69
Figura 3.13: Ligação e tensão em triângulo (UΔ) (a);.................................................73
Ligação e tensão em estrela (UY) (b). .......................................................................73
Figura 3.14: Diagrama de força (a); Diagrama de comando (b)................................73
Figura 3.15: Ligação estrela com tensão de triângulo (UΔ) .......................................74
Figura 3.16: Ligação triângulo com tensão de triângulo ...........................................74
Figura 3.17: Comportamento da corrente na partida estrela-triângulo......................75
Figura 3.18: Comportamento da corrente na partida estrela-triângulo......................76
Figura 3.19: Diagrama de força (a) e comando (b), com relé de tempo YΔ ..............76
Figura 3.20: Característica de partida de motor com chave compensadora .............78
Figura 3.21: Diagrama de força (a) e comando (b) ...................................................78
Figura 3.22: Ligação triângulo série (Δ) com tensão 220V........................................80
Figura 3.23: Ligação triângulo paralelo (ΔΔ) com tensão 220V.................................80
Figura 3.24: Ligação estrela-série (Y) com tensão 380V ..........................................80
Figura 3.25: Ligação estrela-paralelo com tensão 380V ...........................................81
Figura 3.26: Diagrama de força.................................................................................81
Figura 3.27: Diagrama de comando..........................................................................81
Figura 3.28: Sistema de variação por polias fixas de vários estágios .......................85
Figura 3.29: Sistema de variação por polias cônicas ................................................86
Figura 3.30: Sistema de variação por polias variadoras............................................86
Figura 3.31: Sistema de variação por moto-redutores ..............................................87
Figura 3.32: Sistema de variação por variador hidráulico .........................................89
Figura 3.33: Sistema de variação por variador eletromagnético ...............................90
Figura 3.34: a) Distribuição de enrolamentos no motor comutador de corrente
alternada. ..................................................................................................................91

8
b) Posição das escovas no comutador......................................................................91
Figura 3.35: Curva característica de conjugado x rotação ........................................91
Figura 3.36: Sistema de variação com ponte retificadora e tiristor............................93
Figura 3.37: Vedação V’Ring.....................................................................................96
Figura 3.38: Vedação Retentor .................................................................................96
Figura 3.39: Labirinto de Taconite.............................................................................96
Figura 3.40: W3 Seal.................................................................................................97
Figura 3.41: Pintura interna anti-corrosiva ................................................................99
Figura 3.42: Termo-Resistência (PT100) ................................................................100
Figura 3.43: Termistores (PTC, NTC) .....................................................................100
Figura 3.44: Visualização do aspecto interno e externo do termostato...................101
Figura 3.45: Visualização do aspecto interno do protetor térmico...........................102
Figura 3.46: Resistência de Aquecimento...............................................................103
Figura 3.47: Ventilador e Tampa Defletora .............................................................103
Figura 3.48: Motor com chapéu...............................................................................104
Figura 3.49: Motor equipado com ventilação forçada..............................................104
Figura 3.50: a) Cicloconversor b) Formação da tensão ........................................106
Figura 3.51: a) Blocodiagrama de conversor por corrente imposta b) Formas de onda
de tensão e corrente. ..............................................................................................108
Figura 3.52: a) Retificador controlado direto b) Retificador controlado antiparalelo
................................................................................................................................110
igura 3.53: Forma de onda de tensão e de corrente de saída com circuito
intermediário variável ..............................................................................................110
Figura 3.54: Conversor com circuito intermediário variável através de "CHOPPER"
................................................................................................................................110
Figura 3.55: Diagrama de blocos de conversor tipo PWM ......................................111
Figura 3.56: a) Circuito inversor trifásico com transistores de potência. .................112
b) Forma de onda da tensão de saída ....................................................................112
c) Forma de onda da corrente de saída ..................................................................112
Figura 3.57: Curva representativa da variação U/f..................................................113
Figura 3.58: Curva característica conjugado x velocidade......................................113
Figura 3.59: Curva característica da potência de saída do conversor.....................113
Figura 3.60: Curva característica conjugado x velocidade, em todos quadrantes de
acionamento............................................................................................................114
Figura 3.61: Exemplo de curva de conjugado com tensão proporcional a freqüência.
................................................................................................................................114
Figura 3.62: Curva de conjugado x freqüência para uso de motor com conversor de
freqüência................................................................................................................115
Figura 3.63: Curva característica U/f com compensação IxR..................................119
Figura 3.64: Enfraquecimento de campo para valores de tensão e freqüência acima
dos nominais ...........................................................................................................120
Figura 3.65: Diminuição de torque devido a redução de refrigeração do motor......125
Figura 3.66: Característica de conjugado disponível x rotação em motores
autoventilados .........................................................................................................126
Figura 3.67: Característica de conjugado disponível x rotação em motores com
ventilação independente .........................................................................................127
Figura 3.68: Diminuição de torque devido ao aumento de velocidade....................128
Figura 3.69: Curva de redução de potência nominal em função do aumento da
temperatura.............................................................................................................128

9
Figura 3.70: Curva de redução de potência nominal em função do aumento da
altitude.....................................................................................................................129
Figura 3.71: Ligação de conversores em sincronismo "Mestre-Escravo"................130
Figura 3.72: Ligação de conversor a vários motores...............................................130
Figura 3.73: Exemplos que ilustram as diferenças entre fator de deslocamento e
fator de potência......................................................................................................133
Figura 3.74: Comparação entre as componentes harmônicas incluídas na corrente
quando o conversor é acionado para diferentes capacidades, com e sem reatância
de rede. ...................................................................................................................134
Figura 3.75: Comparação entre as componentes harmônicas incluídas na corrente
quando o conversor é acionado para diferentes condições de carga e diferentes
valores de impedância da reatância.......................................................................134
Figura 4.1: Comparativo entre motores Standard X Alto rendimento Plus..............146
Figura 4.2: Custos Motor Elétrico – Vida útil 10 Anos .............................................147
Figura 4.3: Setores de atividades que realizam avaliação energética.....................147
Figura 4.4: ...............................................................................................................148
Figura 4.5: Comparação de rendimento entre motores standard............................149
Figura 4.6: ...............................................................................................................150
Figura 4.7: ...............................................................................................................150
Figura 4.8: ...............................................................................................................150
Figura 4.9: ...............................................................................................................151
Figura 4.10: Amperímetro .......................................................................................152
Figura 4.11: .............................................................................................................153
Figura 4.12: Analisador de energia .........................................................................153
Figura 4.13: Registro do consumo de energia.........................................................154
Figura 4.14: Fator de carga médio ..........................................................................155
Figura 4.15: Medição do tempo de partida..............................................................156
Figura 4.16: Especialidades dos motores elétricos .................................................158
Figura 4.17: Acionamento de máquinas – Zanotti Elásticos....................................159
Figura 4.18: Registro do tempo de partida dos motores (configuração atual) – Zanotti
Elásticos..................................................................................................................159
Figura 4.19: Configuração dos motores ..................................................................160
Figura 4.20: Registro do tempo de partida dos motores (configuração proposta) –
Zanotti Elásticos......................................................................................................160
Figura 4.21: .............................................................................................................161
Figura 4.22: Ação sugerida X kWh economizado/ano.............................................163
Figura 4.23: Ação sugerida X R$ investido e economizado ....................................163
Figura 4.24: Ação sugerida X ROI...........................................................................163
Figura 4.25: Avaliação dos motores antes e depois da modificação.......................164
Figura 5.1: Evolução da manutenção nas empresas ..............................................165
Figura 5.2 ................................................................................................................169
Figura 5.3 ................................................................................................................170
Figura 5.4: Métodos de alinhamento.......................................................................171
Figura 5.5: Tipos de desalinhamento ......................................................................171
Figura 5.6: Alinhamento correto ..............................................................................171
Figura 5.7: Medição do desalinhamento paralelo e angular usando uma régua ou um
pedaço de barbante ................................................................................................172
Figura 5.8: O alinhamento correto significa alinhar as ranhuras das polias. ...........172
Figura 5.9: Taxa de falha X Tempo.........................................................................174

10
A expansão pura e simples da oferta de energia é uma solução
incompleta. O Brasil deve priorizar no seu planejamento a
conservação e a eficiência energética se quiser eliminar o risco
de novo apagão. Mas, diferentemente do que ocorreu durante o
racionamento em 2001, quando o estado interveio reativamente,
desta vez sociedade, governo e indústria devem agir em sintonia
e preventivamente.
Antonio Dias Leite
Ex-ministro de Minas e Energia

11
1 PANORAMA ENERGÉTICO BRASILEIRO
A melhor distribuição dos recursos em eficiência energética é hoje um
grande desafio para toda a sociedade, que já consegue visualizar problemas futuros
pelo aumento excessivo do consumo de energia, que vêm crescendo
gradativamente desde a década de 70.
De 1970 a 2006, a capacidade de geração de energia elétrica no Brasil
aumentou de 45.742 para 419.337 GWh/ano, porém o consumo de energia elétrica
neste mesmo período cresceu 66% a mais, ou seja, apesar da produção interna
ainda atender a demanda, em breve este cenário será alterado, tendo em vista a
crescente automatização das indústrias e a “invasão” da tecnologia na vida e no
trabalho das pessoas de um modo geral, tornando-a indispensável para a
sobrevivência das famílias e principalmente das indústrias.
Gráfico 1.1: Produção e consumo de energia elétrica no Brasil
Energia Elétrica no Brasil
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
450.000
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1997 1998 2000 2001 2002 2004 2006
Gw
PRODUÇÃO CONSUMO TOTAL
Fonte: Dados retirados do Balanço Energético Nacional – 2007. Disponível em: http://ben.epe.gov.br
Em conseqüência deste intenso consumo, da falta de planejamento e de
investimentos em geração e distribuição de energia e pela escassez de chuvas, em
2001 fomos surpreendidos pela maior crise das últimas décadas, na qual o nível de
água dos reservatórios das hidroelétricas baixou e um racionamento de energia foi
elaborado às pressas.
O governo Fernando Henrique Cardoso, surpreendido pela necessidade
urgente de cortar em 20% o consumo de eletricidade no país, estipulou benefícios
aos consumidores que cumprissem a meta e punições para quem não conseguisse

12
reduzir seu consumo de luz. No final de 2001 felizmente choveu às catadupas e o
racionamento pôde ser suspenso em fevereiro de 2002.
Na época, havia grande possibilidade de ocorrer apagões no país,
sobretudo nas grandes cidades. Felizmente a aplicação desses cortes — que
produziríam severas perdas na economia brasileira — pôde ser evitada graças ao
bom resultado da campanha de racionamento "voluntário" de energia.
O escândalo do apagão foi uma crise nacional, sem precedentes no Brasil,
que afetou o fornecimento e distribuição de energia elétrica. Prevenindo novos
problemas, o Plano Nacional de Energia – PNE, estima que em 2030, com a
construção de novas usinas, a produção deverá atingir um nível de 1.197,6 TWh/ano
e assim atender toda a sociedade de modo eficiente.
Atualmente, o consumo total de energia no Brasil atinge os 195.909 x 10³
tep, destacando-se um consumo de 42,7% dos derivados de petróleo (álcool,
gasolina, óleo diesel e outros) e 16,5% de eletricidade, conforme gráfico abaixo.
Gráfico 1.2: Consumo total de energia por fonte
1.1 PERFIS DE CONSUMO
O consumo de eletricidade na indústria, no comércio, nos serviços e nas
residências tem crescido significativamente nos últimos anos, confirmando o
comportamento dinâmico e contínuo das diversas atividades econômicas. Entre os
fatores que explicam este comportamento se incluem o aumento do investimento
externo direto, a recuperação da atividade agroindustrial e o aumento das
exportações de produtos básicos e matérias-primas.
No Brasil de toda a energia elétrica produzida, 45,3% é consumida pela
indústria, segundo o EPE – Empresa de Pesquisa Energética. O gráfico abaixo
demonstra o destino da energia produzida no país, classificando o setor industrial
como maior responsável pelo aumento no consumo final de energia.

13
Gráfico 1.3: Mercado de fornecimento por classe de consumo - Brasil
O consumo industrial de energia elétrica em (GWh) no país pode ser
analisado através do gráfico abaixo que compara o consumo mensal entre os meses
de maio/04 e abril/07 (36 meses). Observa-se um crescimento contínuo,
destacando-se picos de consumo nos meses de agosto de 2004 e 2006 e julho de
2005 (período seco).
Destaca-se ainda uma elevação do consumo nos primeiros quatro meses do
ano de 2007 impulsionado pela aceleração das atividades econômicas.
Gráfico 1.4: Consumo industrial de energia elétrica
O maior aumento do consumo de eletricidade está localizado nas indústrias
de bebidas, alimentos, bens de capital e de consumo, além dos novos consumidores
que foram incorporados à rede nacional, incluindo 440.000 famílias carentes
beneficiados pelo programa Luz Para Todos, do Governo Federal.

14
A distribuição de energia elétrica consumida pelas indústrias por regiões do
país pode ser analisada através do gráfico abaixo. O sudeste, região que concentra
grande quantidade de indústrias registra o maior índice de consumo.
Gráfico 1.5: Distribuição do total do consumo industrial por região
.
Da energia consumida pela indústria 42%, segundo Balanço de Energia Útil
- 2004 é utilizado apenas para o funcionamento de sistemas motrizes, o que significa
que eles são os maiores vilões da conta de energia e que qualquer melhora em seu
funcionamento pode alterar significativamente os totais gastos com eletricidade.
Gráfico 1.6: Distribuição do consumo de energia elétrica por uso final na indústria
Fonte: Relatório Executivo – Pesquisa de posse de equipamentos e hábitos de uso - 2006
A seguir apresentaremos alguns gráficos com os valores de distribuição do
consumo de energia por segmento.

15
Gráfico 1.7: Distribuição do consumo de energia elétrica por setor
Alimentício e Bebidas Metalúrgica básica
Borracha e Plástico Químico
Têxtil Minerais Não-metálicos (cerâmicos)

16
Minerais Não-metálicos (cimento) Minerais Não-metálicos (vidros)
Gráfico 1.8: Distribuição do consumo de energia elétrica na força motriz
1.1.2 Barreiras para Realização de Trabalhos de Eficiência Energética
As medidas adotadas em eficiência energéticas estão crescendo, entretanto
existem várias características no mercado energético, que inibem a sua eficiência,
por uma série de barreiras e imperfeições.
Carência de pessoas/empresas técnicas especializadas, falta de
fiscalização para cumprimento das normas e padrões para fabricação de
equipamentos mais eficientes, ausência de conhecimento sobre os programas de
financiamento do governo, cultura caracterizada pelo desperdício predominante em
todos os segmentos da sociedade, organizações centralizando o poder de decisão e
a falta de preocupação com o meio ambiente são exemplos claros de barreiras
impostas pelas organizações. Contudo, a principal barreira é a difícil visualização
dos benefícios oferecidos pelos investimentos em relação ao retorno financeiro.
Considerando que a força motriz é responsável pelo consumo de 68,3% de
energia elétrica na indústria, as empresas passaram a incluir em suas prioridades
projetos que envolvam eficiência energética, conforme gráfico abaixo:

17
Gráfico 1.9: Setores que colocam a eficiência energética entre as 2 prioridades
Entretanto, o tempo de retorno financeiro desejado pelas indústrias de até
01 ano (50,4%) não é atingido na grande maioria dos projetos que envolvam força
motriz. Esta análise de retorno restrita há 12 meses impossibilita a visualização dos
benefícios oferecidos no longo prazo pelos motores elétricos, já que sua vida útil é
de no mínimo 10 anos.
Gráfico 1.10: Tempo de retorno para projetos de Eficiência Energética
Deste modo pode-se avaliar que muitos projetos relacionados à Eficiência
Energética não “caminham” devido à visão limitada das organizações em termos de
retorno financeiro.

18
1.2 FATURA DE ENERGIA
1.2.1 Histórico do Faturamento do Setor Elétrico Brasileiro
A reforma do Setor Elétrico Brasileiro começou em 1993 com a Lei nº 8.631,
que extinguiu a equalização tarifária vigente e criou os contratos de suprimento entre
geradores e distribuidores, e foi marcada pela promulgação da Lei nº 9.074 de 1995,
que criou o Produtor Independente de Energia e o conceito de Consumidor Livre.
Em 1996 foi implantado o Projeto de Reestruturação do Setor Elétrico
Brasileiro (Projeto RE-SEB), coordenado pelo Ministério de Minas e Energia.
As principais conclusões do projeto foram a necessidade de implementar a
desverticalização das empresas de energia elétrica, ou seja, dividi-las nos
segmentos de geração, transmissão e distribuição, incentivar a competição nos
segmentos de geração e comercialização, e manter sob regulação os setores de
distribuição e transmissão de energia elétrica, considerados como monopólios
naturais, sob regulação do Estado.
Foi também identificada a necessidade de criação de um órgão regulador (a
Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL), de um operador para o sistema
elétrico nacional (Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS) e de um ambiente
para a realização das transações de compra e venda de energia elétrica (o Mercado
Atacadista de Energia Elétrica - MAE).
Concluído em agosto de 1998, o Projeto RE-SEB definiu o arcabouço
conceitual e institucional do modelo a ser implantado no Setor Elétrico Brasileiro.
Em 2001, o setor elétrico sofreu uma grave crise de abastecimento que
culminou em um plano de racionamento de energia elétrica. Esse acontecimento
gerou uma série de questionamentos sobre os rumos que o setor elétrico estava
trilhando. Visando adequar o modelo em implantação, foi instituído em 2002 o
Comitê de Revitalização do Modelo do Setor Elétrico, cujo trabalho resultou em um
conjunto de propostas de alterações no setor elétrico brasileiro.
Durante os anos de 2003 e 2004 o Governo Federal lançou as bases de um
novo modelo para o Setor Elétrico Brasileiro, sustentado pelas Leis nº 10.847 e
10.848, de 15 de março de 2004 e pelo Decreto nº 5.163, de 30 de julho de 2004.
Em termos institucionais, o novo modelo definiu a criação de uma instituição
responsável pelo planejamento do setor elétrico a longo prazo (a Empresa de
Pesquisa Energética - EPE), uma instituição com a função de avaliar
permanentemente a segurança do suprimento de energia elétrica (o Comitê de
Monitoramento do Setor Elétrico - CMSE) e uma instituição para dar continuidade às
atividades do MAE, relativas à comercialização de energia elétrica no sistema
interligado (a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEE).
Em relação à comercialização de energia, foram instituídos dois ambientes
para celebração de contratos de compra e venda de energia, o Ambiente de

19
Contratação Regulada (ACR), do qual participam Agentes de Geração e de
Distribuição de energia elétrica, e o Ambiente de Contratação Livre (ACL), do qual
participam Agentes de Geração, Comercialização, Importadores e Exportadores de
energia, e Consumidores Livres.
1.2.2 Mudanças no Setor Elétrico Brasileiro
Na última década, o Setor Elétrico Brasileiro sofreu diversas alterações até
chegar ao modelo vigente. Veja a seguir uma tabela com um resumo das principais
mudanças entre os modelos pré-existentes e o modelo atual, que acabaram por
resultar em transformações nas atividades de alguns agentes do setor.
Tabela 1.1: Mudanças no setor elétrico brasileiro
Modelo Antigo (até 1995)
Modelo de Livre Mercado
(1995 a 2003)
Novo Modelo (2004)
Financiamento através de
recursos públicos
Financiamento através de
recursos públicos e privados
Financiamento através de recursos
públicos e privados
Empresas verticalizadas
Empresas divididas por
atividade: geração,
transmissão, distribuição e
comercialização
Empresas divididas por atividade:
geração, transmissão, distribuição,
comercialização, importação e
exportação.
Empresas predominantemente
Estatais
Abertura e ênfase na
privatização das Empresas
Convivência entre Empresas Estatais
e Privadas
Monopólios - Competição
inexistente
Competição na geração e
comercialização
Competição na geração e
comercialização
Consumidores Cativos
Consumidores Livres e
Cativos
Consumidores Livres e Cativos
Tarifas reguladas em todos os
segmentos
Preços livremente
negociados na geração e
comercialização
No ambiente livre: Preços livremente
negociados na geração e
comercialização. No ambiente
regulado: leilão e licitação pela
menor tarifa
Mercado Regulado Mercado Livre
Convivência entre Mercados Livre e
Regulado
Planejamento Determinativo -
Grupo Coordenador do
Planejamento dos Sistemas
Elétricos (GCPS)
Planejamento Indicativo pelo
Conselho Nacional de Política
Energética (CNPE)
Planejamento pela Empresa de
Pesquisa Energética (EPE)
Contratação: 100% do
Mercado
Contratação: 85% do
mercado (até agosto/2003)
e 95% mercado (até
dez./2004)
Contratação: 100% do mercado +
reserva
Sobras/déficits do balanço
energético rateados entre
compradores
energético liquidados no MAE
energético liquidados na CCEE.
Mecanismo de Compensação de
Sobras e Déficits (MCSD) para as
Distribuidoras.

20
1.2.3 Fatura de Energia Elétrica
Foi extraído do Manual de Tarifação da energia elétrica – Procel, programa
nacional de conservação de energia elétrica. 1ª Edição - MAIO/2001, o que deve
conter em uma fatura de energia.
Art.83 A fatura de energia elétrica dever conter as seguintes informações:
I: Obrigatoriamente:
a) nome do consumidor;
b) número de inscrição no CNPJ ou CPF quando houver;
c) código de identificação;
d) classificação da unidade consumidora;
e) endereço da unidade consumidora;
f) número dos medidores de energia elétrica ativa e reativa e respectiva
constante de multiplicação da medição;
g) data das leituras anterior e atual dos medidores, bem como da próxima
leitura prevista;
h) data de apresentação e de vencimento;
i) componentes relativas aos produtos e serviços prestados, discriminando
as tarifas aplicadas;
j) parcela referente a impostos incidentes sobre o faturamento realizado;
k) valor total a pagar;
l) aviso de que informações sobre as condições gerais de fornecimento,
tarifas, produtos, serviços prestados e impostos se encontram à disposição
dos consumidores, para consulta, nas agências da concessionária;
m) indicadores referentes a qualidades do fornecimento, de acordo com a
norma específica;
n) número de telefone da Central de Tele atendimento e/ou outros meios de
acesso à concessionária para solicitações e/ou reclamações;
o) número de telefone da Central de Tele atendimento da Agência
Reguladora Estadual conveniada com a ANEEL, quando houver e;
p) número 080061 2010 da Central de Tele atendimento da ANEEL.
II: Quando pertencente:
a) multa por atraso de pagamento e outros acréscimos moratórios
individualmente discriminados;
b) parcela referente ao pagamento (créditos) de juros do empréstimo
compulsório/ELETROBRÁS;
c) indicação do respectivo desconto sobre o valor da tarifa, em moeda
corrente;
d) indicação de fatura vencida, apontando no mínimo o mês/referência e
valor em reais;
e) indicação de faturamento realizado com base na média aritmética nos
termos dos Arts. 57, 70 e 71, e o motivo da não realização da leitura;
f) percentual do reajuste tarifário, o número da Resolução que o autorizou e
a data de início de sua vigência nas faturas em que o reajuste incidir.

21
Figura 1.1: Exemplo de fatura de energia
1.3 LEI DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Conservar energia não é uma novidade no Brasil, desde a década de 70 o
governo vem buscando soluções para garantir o abastecimento de energia no país,
de tal modo que os produtos comercializados sejam cada vez mais eficientes.
Projetos como PROÁLCOOL (1975) e CONSERVE (1981) foram pioneiros na
tentativa de diminuir o desperdício, contudo apenas com a criação do Programa
Nacional de Energia Elétrica – PROCEL, em 1985, o país começou efetivamente a
buscar a eficiência nos processos elétricos, mesmo porque as pressões
internacionais para uma consciência ambiental passaram a aparecer também na
forma de cláusulas nos empréstimos do setor de energia.

22
Desde então, outras ferramentas e órgãos foram criados para fiscalização
das políticas que vinham sendo empregadas, como o Prêmio Nacional de
Conservação e Uso Racional de Energia (1993) e a Agência Nacional de Energia
Elétrica – ANEEL em 1996.
Em 2001 o país passa por uma crise energética devido aos altos valores do
petróleo, longo período sem investimentos no setor, agravado pela falta de chuvas.
Tendo em vista este novo cenário, o governo decreta a Lei 10.295 que trata de
estabelecer uma política nacional de eficiência energética para máquinas e
aparelhos consumidores de energia, comercializados no país.
A lei de “Eficiência Energética”, como é conhecida, determina que o Poder
Executivo estabelecerá os níveis máximos de consumo ou mínimos de eficiência
energética de máquinas e aparelhos consumidores de energia comercializados no
País, tendo seus indicadores definidos posteriormente pelo Comitê Gestor de
Indicadores e Níveis de Eficiência Energética – CGIEE de acordo com cada tipo de
aparelho e máquina consumidora de energia.
Para regulamentar a Lei 10.295, o decreto 4.508 é instaurado no dia 11 de
dezembro de 2002 com a finalidade de definir os rendimentos nominais mínimos
para motores elétricos:
Capítulo I
Art. 1º Os equipamentos objeto desta regulamentação correspondem aos
motores elétricos trifásicos de indução rotor gaiola esquilo, de fabricação nacional ou
importados, para comercialização ou uso no Brasil, incluindo tanto os motores
comercializados isoladamente quanto os que fazem parte de outro equipamento.
A Portaria Interministerial nº 553, de 8 de dezembro de 2005, apresenta o
Programa de Metas que complementa a regulamentação específica de motores
elétricos de indução trifásicos, atendendo ao disposto no § 2º do art. 2º da Lei nº
10.295, de 17 de outubro de 2001 e faz valer:
Art. 4º A data limite para fabricação no País ou importação dos motores
objeto da regulamentação aqui tratada e que não atendam ao disposto no art. 3º
deste Anexo será de quatro anos a partir da entrada em vigor desta portaria.
Art. 5º A data limite para comercialização no País dos motores referidos no
art. 4º será de quatro anos e seis meses a partir da vigência deste ato.
Através desta portaria ficam estabelecidos os seguintes prazos limites para
fabricação e comercialização de motores que não atinjam o nível mínimo de
eficiência energética:
Fabricação: Dezembro/2009.
Comercialização: Junho/2010.
OBS: Os documentos mencionados neste item podem ser encontrados na íntegra
no final desta apostila.

23
1.4 PROGRAMAS DE INCENTIVO A ECONOMIA DE ENERGIA
1.4.1 PROCEL
O objetivo do PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia
Elétrica - é promover a racionalização da produção e do consumo de energia
elétrica, para que se eliminem os desperdícios e se reduzam os custos e os
investimentos setoriais.
Em seus 20 anos de existência, o Procel já economizou 22 bilhões de
quilowatt-hora, o que corresponde ao consumo do estado da Bahia, durante um ano,
ou a cerca de 13 milhões de residências nesse mesmo período. Os investimentos
realizados nas duas décadas correspondem a aproximadamente R$ 855 milhões, o
que proporcionou investimentos postergados no sistema elétrica brasileiro da ordem
de R$ 15 bilhões.
Tabela 1.2: Resultados anuais obtidos pelo Procel 1986-2006
1986/ 2002 2002 2004 2005 2006
Investimentos Eletrobrás/Procel (R$ milhões) 237,85 14,16 27,18 37,17 29,24
Investimentos RGR (R$ milhões) 386,90 25,10 54,00 44,60 77,80
Investimentos GEF (R$ milhões) 0,35 1,74 12,97 16,23 6,203
Investimentos Totais Realizados (R$ milhões) 625,08 41,00 94,15 98,02 113,24
Energia Economizada (GWh/ano) 15,405 1,817 2,373 2,158 2,845
Usina Equivalente (MW) 4,180 453 622 585 772
Redução de Demanda na Ponta (MW) 3,597 436 569 518 682
Investimentos Postergados (R$ milhões) 8.646 2.007 2.492 1.786 2.231
Para estimular o setor industrial a reduzir o desperdício de energia elétrica,
a ELETROBRÁS/PROCEL no âmbito do PROCEL INDÚSTRIA – Programa de
Eficiência Energética Industrial vem celebrando convênios com as Federações das
Indústrias estaduais, visando desenvolver o programa junto às empresas, tendo
como foco a redução de perdas nos sistemas motrizes.
O Prêmio PROCEL – Prêmio Nacional de Conservação e Uso Racional de
Energia, de responsabilidade do Ministério de Minas e Energia, é concedido
anualmente a várias Categorias, como Transportes, Setor Energético, Edificações,
Imprensa, Micro e Pequenas Empresas e Indústria, premiando as ações que se
destacaram pelo uso racional de energia e o combate ao seu desperdício. Cada
categoria é coordenada por sua entidade representativa.

24
O objetivo do Prêmio é estimular segmentos da sociedade a implementar
ações que efetivamente reduzam o consumo de energia elétrica, derivados do
petróleo ou gás natural, assim como a sua substituição eficiente por fontes
renováveis.
1.4.2 PROINFA
Criado em 2002 o PROINFA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas
de Energia Elétrica – é um importante instrumento para a diversificação da matriz
energética nacional, garantindo maior confiabilidade e segurança ao abastecimento.
O Programa, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia (MME), estabelece a
contratação de 3.300 MW de energia no Sistema Interligado Nacional (SIN),
produzidos por fontes eólicas, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCHs),
sendo 1.100 MW de cada fonte.
Em relação ao abastecimento de energia elétrica do país, o PROINFA é um
instrumento de complementaridade energética sazonal à energia hidráulica,
responsável por mais de 90% da geração do país. Na região Nordeste, por exemplo,
a energia eólica servirá como complemento ao abastecimento hidráulico, já que o
período de chuvas é inverso ao de ventos. O mesmo ocorrerá com a biomassa nas
regiões Sul e Sudeste, onde a colheita de safras propícias à geração de energia
elétrica (cana-de-açúcar e arroz, por exemplo) ocorre em período diferente do
chuvoso.
O PROINFA conta com o suporte do BNDES, que criou um programa de
apoio a investimentos em fontes alternativas renováveis de energia elétrica. A linha
de crédito prevê financiamento de até 70% do investimento, excluindo apenas bens
e serviços importados e a aquisição de terrenos, sendo que os investidores terão
que garantir 30% do projeto com capital próprio. O Programa também permite maior
inserção do pequeno produtor de energia elétrica, diversificando o número de
agentes do setor.
A Eletrobrás, no contrato de compra de energia de longo prazo (PPAs),
assegura ao empreendedor uma receita mínima de 70% da energia contratada
durante o período de financiamento e proteção integral quanto aos riscos de
exposição do mercado de curto prazo e os contratos terão duração de 20 anos.
1.4.3 PROESCO
O PROESCO é um projeto do Banco Nacional de Desenvolvimento
Econômico e Social – BNDES – que visa o apoio a projetos que envolvem Eficiência
Energética em empresas de Serviços de Conservação de Energia (ESCOs),
usuários finais e empresas de geração, transmissão e distribuição de energia que
contribuam para a economia de energia, aumentem a eficiência global do sistema
energético ou promovam a substituição de combustíveis de origem fóssil por fontes
renováveis.
Dentre os focos de ação possíveis, destacam-se:

25
• Motores;
• Otimização de Processos;
• Ar condicionado e ventilação;
• Refrigeração e resfriamento;
• Gerenciamento energético;
• Melhoria da qualidade da energia, inclusive correção do fator de potência;
• Redução da demanda no horário de ponta do consumo do sistema
elétrico.
O financiamento pode ser solicitado para a promoção de estudos e projetos,
realização de obras, aquisição de instações, máquinas e equipamentos, serviços
técnicos especializados e sistemas de informação, basta o solicitante apresentar um
projeto que permita identificar, analisar e acompanhar detalhadamente o conjunto de
ações e metas, através do qual pretenda contribuir para a conservação de energia.
As operações financeiras podem ser realizadas de três formas: com risco
total do BNDES, com risco para a instituição financeira ou em operações diretas. A
taxa de juros será formulada de acordo com cada situação, sendo que o prazo total
para pagamento é de até 72 meses com participação de 90% do BNDES.
1.4.4 Plano de Troca WEG
O Plano de troca promovido pela WEG tem o intuito de auxiliar na
conservação de energia através da aceitação de motores antigos,
independentemente da marca e modelo, como parte do pagamento na aquisição de
motores novos WEG Alto Rendimento Plus (WEG Motores – corrente alternada até
500 CV 4 pólos).
A troca de motores usados por motores de alto-rendimento proporciona uma
redução no consumo de energia elétrica, maior confiabilidade da planta, garantia de
fábrica e padronização de produtos. A avaliação das sucatas também levará em
consideração motores queimados ou quebrados, mas que contenham bobinado,
rotor, carcaça, tampas e rolamentos.
Para realização do plano de troca o cliente deverá efetuar uma nota de
venda em nome da WEG, contemplando todos os motores na qual deseja sucatear.
O valor da nota deverá ser o equivalente a 10% do valor total dos motores descritos
na nota, sendo assim, o valor do desconto para o plano de troca será igual a 10%.
Para motores com carcaças iguais e superiores a 225, será concedido um
adicional de 5%. “Estes valores podem ser alterados pela WEG sem aviso prévio”.
O cliente poderá transformar o somatório total de potência em crédito no
prazo máximo de 12 meses da data de recebimento na WEG.

26
2 TECNOLOGIA DE MOTORES ELÉTRICOS
2.1 PRINCÍPIOS DE MOTORES ELÉTRICOS
O ano de 1866 pode ser considerado, em termos práticos, como o ano de
nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner
Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Entretanto,
deve-se mencionar que esta máquina elétrica, que revolucionou o mundo em poucos
anos, foi o último estágio de um processo de estudos, pesquisas e invenções de
muitos outros cientistas, durante quase três séculos.
Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou, em Londres, a obra
intitulada “De Magnete”, descrevendo a força de atração magnética. O fenômeno da
eletricidade estática já havia sido observado pelo grego Tales, em 641 AC, ele
verificou que ao atritar uma peça de âmbar com pano, esta adquiria a propriedade
de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas, etc.
A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663, pelo alemão Otto
Guericke, e aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta.
O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com
correntes elétricas, verificou ao acaso, em 1820, que a agulha magnética de uma
bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um
condutor no qual circulava corrente elétrica. Esta observação permitiu a Oersted
reconhecer a íntima relação entre magnetismo e eletricidade, dando assim o
primeiro passo em direção ao desenvolvimento do motor elétrico.
O sapateiro inglês William Sturgeon, que paralelamente à sua profissão,
estudava eletricidade nas horas de folga, baseando-se na descoberta de Oersted
constatou, em 1825, que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor elétrico
transformava-se em imã quando se aplicava uma corrente elétrica, observando
também que a força do imã cessava tão logo a corrente fosse interrompida. Estava
inventando o eletroímã, que seria de fundamental importância na construção de
máquinas elétricas girantes.
Mas as experiências com o magnetismo e a eletricidade não cessaram. Em
1832, o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente
alternada com movimento de vaivém. Já no ano de 1833 o inglês W. Ritchie
inventou o comutador, construindo um pequeno motor elétrico onde o núcleo de
ferro enrolado girava em torno de um imã permanente. Para dar uma rotação
completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta através do
comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico
parisiense H. Pixii ao construir um gerador com um imã em forma de ferradura que
girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada
era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador.
Grande sucesso obteve o motor elétrico desenvolvido pelo arquiteto e
professor de física Moritz Hermann Von Jacobi - que, em 1838, aplicou-o a uma
lancha.

27
Somente em 1866 Siemens construiu um gerador sem a utilização de imã
permanente, provando que a tensão necessária para o magnetismo podia ser
retirada do próprio enrolamento do rotor, isto é, que a máquina podia auto excitar-se.
O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente
30 watts e uma rotação de 1200 RPM. A máquina de Siemens não funcionava
somente como gerador de eletricidade, podia também operar como motor, desde
que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.
Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de
Berlim, a primeira locomotiva elétrica, com uma potência de 2kW.
A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação à
máquina a vapor, à roda d’água e à força animal. Entretanto, o alto custo de
fabricação e sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na
de tal modo que muitos cientistas dirigiram suas atenções para o desenvolvimento
de um motor elétrico mais barato, mais robusto e de menor custo de manutenção.
Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia destacam-se o
iugoslavo Nicola Tesla, o italiano Galileu Ferraris e o russo Michael Von Dolivo
Dobrowolsky. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do
motor de corrente contínua, mas também se cogitou de sistemas de corrente
alternada, cujas vantagens já eram conhecidas desde 1881.
Em 1885, o engenheiro eletricista Galileu Ferraris construiu um motor de
corrente alternada de duas fases. Ferraris, apesar de ter inventado o motor de
campo girante, concluiu erroneamente que motores construídos segundo este
princípio poderiam, no máximo, obter um rendimento de 50% em relação à potência
consumida. E Tesla apresentou, em 1887, um pequeno protótipo de motor de
indução bifásico com rotor em curto-circuito. Também este motor apresentou
rendimento insatisfatório, mas impressionou de tal modo que a firma norte-
americana Westinghouse lhe pagou um milhão de dólares pelo privilégio da patente,
além de se comprometer ao pagamento de um dólar para cada HP que viesse a
produzir no futuro. O baixo rendimento deste motor inviabilizou economicamente sua
produção e três anos mais tarde as pesquisas foram abandonadas.
Foi o engenheiro eletricista Dobrowolsky, da firma AEG, de Berlim, que,
persistindo na pesquisa do motor de corrente alternada entrou, em 1889, com o
pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. O motor apresentado
tinha uma potência de 80 watts, um rendimento aproximado de 80% em relação à
potência consumida e um excelente conjugado de partida. As vantagens do motor
com rotor de gaiola em relação ao de corrente contínua eram marcantes: construção
mais simples, silencioso, menor manutenção e alta segurança em operação.
Dobrowolsky desenvolveu, em 1891, a primeira fabricação em série de motores
assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5kW.

28
Motor CA
U niversal
Motor CC
Linear
Monofásico
Trifásico
Excitação
Série
Excitação
Independente
Excitação
C om pound
Ím ãs
Perm anentes
Assíncrono
Síncrono
Gaiola de
Esquilo
Rotor
Bobinado
Rotor Maciço
Split-Phase
Capacitor de
Partida
Capacitor
Perm anente
Pólos
Som breados
Capacitor dois
Valores
Repulsão
Histerese
Relutância
Ím ãs
Perm anentes
Indução
Ím ãs
Perm anentes
D e Gaiola
Rotor
Bobinado
Ím ãs
Perm anentes
Relutância
Pólos Lisos
Excitação
Paralela
Assíncrono
Síncrono
Pólos
Salientes
Fabricado pela W EG
2.2 TIPOS DE MOTORES
Figura 2.1: Universo dos motores elétricos
2.2.1 Motores Assíncronos de Baixa Tensão
Os motores assíncronos ou de indução, por serem robustos e mais baratos,
são os motores mais largamente empregados na indústria. Nestes motores, o campo
girante tem a velocidade síncrona, como nas máquinas síncronas.

29
Teoricamente, para o motor girando em vazio e sem perdas, o rotor teria
também a velocidade síncrona. Entretanto, ao ser aplicado o conjugado externo ao
motor, o seu rotor diminuirá a velocidade na justa proporção necessária para que a
corrente induzida pela diferença de rotação entre o campo girante (síncrono) e o
rotor, passe a produzir um conjugado eletromagnético igual e oposto ao conjugado
externamente aplicado.
Este tipo de máquina possui várias características próprias, que são
definidas e demonstradas em uma larga gama de obras dedicadas exclusivamente a
este assunto. Nesta apostila veremos os princípios e equações básicas necessárias
para o desenvolvimento do tema voltado à Conservação de Energia.
A rotação do eixo do motor é expressa por:
Onde: n = Rotação do motor em condições nominais de operação (rpm);
ƒ = Freqüência (Hz);
p = Número de pares de pólos;
s = Escorregamento.
2.2.2 Rotor Gaiola
Os motores deste tipo também são comumente chamados de motores de
GAIOLA DE ESQUILO, pois seu enrolamento rotórico tem a característica de ser
curto-circuitado, assemelhando-se a tal, como mostrado na figura a seguir:
Figura 2.2: Motor assíncrono de rotor gaiola
( )s
p
f
n −×
×
= 1
2
120

30
2.3 PLACA DE IDENTIFICAÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS
- Carcaça: É definida, segundo norma ABNT, como sendo à distância do
centro do eixo a base do pé do motor.
- Potência: É o valor da potência mecânica que será fornecida na ponta do
eixo do motor em condições nominais de operação.
- Classe de Isolamento: Indica a máxima temperatura que o motor deve
operar em regime continuo e a plena carga sem prejudicar a vida útil do
material isolante. Conforme norma NBR-7094.
- Tensão: Indica o valor de tensão que o motor deve operar em regime
contínuo de funcionamento.
- Regime de Serviço: Indica o grau de regularidade da carga a que o motor
é submetido.
- Grau de Proteção: Define a proteção da parte ativa do motor contra
agentes sólidos, contato e contra líquidos. A Norma NBR-6146 define os
graus de proteção dos equipamentos elétricos.
- Rolamento: Indica o tipo de rolamento adequado para cada tipo de
aplicação/especificações.
- Corrente: Indica o valor de corrente absorvido, em condições nominais de
operação.
- Fator de Serviço: Fator que, aplicado a potência nominal do motor, indica
a carga permissível, que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob
condições específicas.
- Rotação: Rotação nominal do motor.
- Categoria: Categoria de conjugado.
- Freqüência: freqüência do motor.
Potência
Fator de Serviço
Carcaça
Número de Série
Item do motor
Esquema de ligação
Classe de
isolamento
Grau de proteção
Rotação
Regime de
Serviço
Tensão
Corrente Lubrificação
Rolamento

31
2.4 EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA DE MOTORES ELÉTRICOS
Os motores assíncronos atuais são baseados nos mesmos princípios físicos
do motor construído por Dobrowolsky em 1889. Desde então, as pesquisas e
desenvolvimentos concentram-se no aperfeiçoamento dos materiais condutores,
magnéticos e isolantes utilizados nos motores.
A evolução dos fios condutores, dos filmes isolantes, das chapas de aço,
das ligas de alumínio e das técnicas de projeto ao longo do tempo tem contribuído
para a redução do peso e do tamanho do motor elétrico. Como pode ser observado
na Figura 1, o peso de um motor de mesma potência no decorrer do século XX foi
reduzido aos dias atuais a 8% do peso de seu antecessor de 1891.
Um dos maiores avanços tecnológicos se deve ao desenvolvimento dos
materiais isolantes. No passado, o motor precisava trabalhar em baixas
temperaturas devido à isolação dos fios que eram com dupla camada de algodão e
que não possuíam grande capacidade de suportar temperaturas elevadas.
Atualmente, os fios são esmaltados com vernizes e possuem camadas muito mais
delgadas e apresentam rigidez dielétrica várias vezes superiores e uma capacidade
de suportar temperaturas cada vez mais elevadas. Hoje, os fios de cobre (de
idêntica seção) com esmalte ocupam menos espaço nas ranhuras, em torno de 22%
do espaço ocupado por aquele fio com dupla camada de algodão, conforme pode
ser visto na Figura 2. Devido a esse avanço tecnológico, o tamanho das ranhuras
também diminuiu.
Outro grande avanço tecnológico foi a evolução dos ímãs permanentes. No
início do século XX, usava-se o ferro como ímã que possuía uma densidade de
energia bastante baixa.
Com a introdução de novas tecnologias e desenvolvimento de novos
materiais, chegou-se à ímãs permanentes de terras raras, que possuem grande
densidade de energia, como pode ser observado na Figura 3. Os ímãs permanentes
de terras raras passaram a ser utilizados nos motores elétricos proporcionando uma
redução das perdas no rotor e conseqüentemente um aumento no rendimento,
entretanto estes materiais não são muito usados nos motores, pois o seu custo
ainda é bastante elevado.

32
Figura 2.3: Evolução do motor trifásico AEG (relação peso/potência)
Figura 2.4: Espaço ocupado por fios (de idêntica
seção de cobre) com diversos tipos de isolação
Figura 2.5: Evolução dos imãs
2.4.1 Chapas Magnéticas – Rendimento do Motor
Uma das contribuições dos fabricantes de máquinas elétricas para a
melhoria da qualidade da energia elétrica diz respeito ao desenvolvimento de
máquinas com rendimentos mais altos. Sabe-se que os motores elétricos são
responsáveis por cerca de 50% do consumo total de energia elétrica do Brasil.
Assim, a redução das perdas nos motores contribui para diminuir o consumo total de
energia do país. Motores com melhores rendimentos exigem o uso de materiais mais
nobres ou de maiores quantidades de materiais, além do aperfeiçoamento nas

33
técnicas de projeto. A abaixo mostra as características diferenciadas dos motores da
linha de Alto Rendimento.
Figura 2.6: Motor Alto Rendimento
Com relação à influência do processo de fabricação, a estampagem das
chapas de aço provoca encruamento e rebarba na região de corte. A pressão de
empacotamento pode danificar o revestimento isolante e processos como a
prensagem na carcaça e a usinagem do rotor introduzem tensões mecânicas que
afetam o comportamento magnético da chapa. O ensaio no quadro de Epstein não
consegue detectar estes efeitos.
Pode-se concluir que o processo de fabricação afeta especialmente as
propriedades magnéticas dos aços siliciosos e o desempenho dos motores de
pequeno porte. Por isso, após a estampagem, faz-se necessário o tratamento
térmico para alívio de tensões para restabelecer tais propriedades.
O aumento do rendimento nas máquinas elétricas está ligado ao
aperfeiçoamento do projeto eletromagnético e do processo de fabricação, ao uso de
maiores quantidades de materiais e de melhores materiais. No entanto, parece que
o limite das propriedades eletromagnéticas de alguns materiais já foi atingido, como
o cobre, o alumínio e mesmo as chapas de aço. Enquanto novos materiais não
forem descobertos, o aumento do rendimento das máquinas será limitado pelo custo
e pelo tamanho do motor.
2.4.2 Classes de Isolamento
As classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas, e os respectivos
limites de temperatura são descritos conforme NBR-7094, e ilustrados abaixo.
Em motores normais são utilizados as classes B e F. Para motores
especiais utiliza-se classe H.

34
A
(105º)
E
(120º)
B
(130º)
F
(155º)
H
(180º)
Figura 2.7: Classes de isolamento
2.4.3 Materiais Isolantes
2.4.3.1 Filmes Isolantes
São determinados de acordo coma a classe térmica do Motor.
Classe Térmica Espessura (mm)* Material Base Nome do
Filme
Classe B (130°C) 0,125 - 0,19 - 0,25 - 0,35 Poliester Melinex
Classe F (155°C) 0,22 e 0,30
Poliester isolado com
“Dacron”(Fibra de
poliester + Resina
acrílica )
Thernomid
Polivolterm
Wetherm
DMD
Classe H 0,18 e 0,25 Poliamida Aromática Nomex
* Conforme carcaça e projeto
2.4.3.2 Espaguetes – Isoladores Tubulares
Classe Térmica Material base Nome do Espaguete
F (155°C) Poliester + resina acrílica Tramacril / Tramar
H (180°C) Fiberglass + borracha de
silicone
Trançasil-B / Tramar

35
2.4.3.3 Verniz (Impregnação)
Classe Térmica Aplicação Material Base Nome do
verniz
B (130°C)
Impregnação de estatores da
fábrica II (Motores Nema)
Poliester
Lacktherm
1310
F (155°C)
Impregnação de estatores das
fábricas I(carcaca 63 a 100),
III(225 a 355) e IV(112 a 200)
Poliester
Lacktherm
1314
H (180°C)
Impregnação de estatores
especiais
Epóxi Royal E524 Royal E524
H (180°C)
Impregnação de estatores da
fábrica III (carcaça 225 a 315S/M)
Resina – Poliéster
Irrídico Insaturado
Lacktherm
1317/90
2.4.3.4 Cabos de Saída
Classe
Térmica
Bitolas
Especificação
da Isolação
Nome do
Cabo
Fornecedor
LM – 130 Cofibam
B (130° C)
2, 4, 8, 10, 12,
14, 16, 18, 20,
22, 50, 70, 95,
120
Cabo isolado
em borracha
sintética a
base de Etileno
Propileno
(EPR), para
600V, cor preta
LME 130C Pirelli
F(155° C)
2, 4, 8, 10, 12,
14, 16, 18, 20,
22, 50, 70, 95,
120
Cabo isolado
em borracha
de silicone,
para 600V, cor
cinza
Cofistrong Cofiban
H(180° C)
2, 4, 8, 10, 12,
14, 16, 18, 20,
22, 50, 70, 95,
120
Cabo isolado
em borracha
de silicone,
para 600V, cor
azul
Cofisil Cofiban
H(180° C)
2, 4, 8, 10, 12,
14, 16, 18, 20,
22, 50, 70, 95
Cabo isolado
com dupla
camada de
borracha de
silicone
vulcanizada,
para 3000V,
com isolação
em cor branca
e cobertura em
cor amarela
Cofialt-3 Cofiban

36
2.4.3.5 WISE - WEG Insulation System Evolution
A WEG revolucionou o sistema de isolamento de seus motores.
Aprimorando fio, filmes isolantes, sistema de impregnação, material impregnante,
cabos e demais componentes presentes nas etapas produtivas.
Com o uso crescente dos inversores de freqüência na adequação dos
processos produtivos industriais, houve a necessidade da evolução dos motores,
tornando-os aptos a operar em condições mais críticas, impostas pelo inversor ao
sistema de isolamento do motor.
A WEG por fabricar motores e inversores de freqüência, vem aprimorando
ao longo dos anos o sistema de isolamento dos motores e a performance do
conjunto, resultado do contínuo investimento em pesquisa e desenvolvimento.
Assim sendo, visando maximizar a durabilidade e a confiabilidade dos
motores a WEG desenvolveu o exclusivo sistema WISE (WEG Insulation System
Evolution), resultado do aprimoramento dos materiais em todas as etapas produtivas
relacionadas ao sistema de isolamento do motor, tais como o fio, os filmes isolantes,
o sistema de impregnação, o material impregnante, os cabos e os demais
componentes presentes no processo.
Entre as vantagens do sistema WISE, pode-se destacar:
• O aperfeiçoamento do fio de cobre, produzido através de processo de
fabricação inovador e com grau de pureza superior a 99,9%.
• A esmaltação do fio de cobre realizada com vernizes desenvolvidos
especificamente para a aplicação em motores elétricos (Linha
LACKTHERM), conferindo excelentes propriedades de isolamento elétrico,
alto poder de compactação, resistência superior à abrasão e, sobretudo,
altíssima confiabilidade.
• O processo de impregnação do estator feito com resinas de alto teor de
sólidos e vernizes a base de água (hidrossolúveis), ecologicamente
corretos, livres de solventes nocivos à saúde (de acordo com as diretrizes
ISO 14000), responsável pela efetiva proteção do elemento isolante do
motor, garantindo elevada rigidez mecânica ao conjunto, evitando possíveis
vibrações e proporcionando maior resistência elétrica, mecânica e química.
O sistema WISE inovou o sistema de isolamento dos motores e esta
inovação foi padronizada para todos os motores trifásicos industriais WEG,
incorporando melhorias e prolongando a vida útil dos motores.
WISE, sinônimo de evolução, padronização e confiabilidade!

37
Nota: Acima de 575V consultar WEG
O sistema WISE inovou o sistema de isolamento dos motores WEG e esta
inovação foi padronizada para todas as linhas de produtos, incorporando as
melhorias e prolongando a vida útil dos motores WEG.
WISE, sinônimo de evolução, padronização e confiabilidade!
2.4.4 Proteções
2.4.4.1 Termostatos:
Características Aplicação Instalação
Bimetálicos Na cabeça de bobina do
lado oposto a ventilação
Baixo Custo Nos Mancais
Sensível a Temperatura e
Corrente
Ligado na Bobina do Contator
Tempo de Resposta Alto
Sinalizador para alarme
e/ou Desligamento
Pode ser ligado em
Série ou Individual
2.4.4.2 Termistores (PTC):
Material Semicondutor pode ser:
• PTC – Coeficiente de Temperatura Positivo
• NTC – Coeficiente de temperatura Negativo
Baixo custo
Pequena dimensão
Dentro da cabeça
de bobina no lado
oposto a
ventilação
Sem contatos móveis
Elemento frágil
Necessidade relé para
comando e atuação
Sinalizador para alarme e/ou
Desligamento
Pode ser ligado
em série ou
individual
2.4.4.3 Termoresistência:
• Resistências Calibradas
• Pt 100, Ni 100, Cu 100.

38
Tempo de resposta curto ≤ 5s
Monitoramento da
temperatura
Alto grau de precisão
Vários níveis de sinalização e
comando possíveis,
dependendo do circuito
controlador
Alto custo dos elementos
sensores
Monitorar a temperatura dos
mancais e dos enrolamentos
Na cabeça de
bobina
e nos mancais
2.4.4.4 Protetores Térmicos
Característica Aplicação Instalação
Bimetálico
Base do platinado
Pode ser do tipo manual ou
automático
Sensível a temperatura e
corrente
Caixa de ligação
Mais usado em motores
monofásicos
Sempre inserido em série com
os enrolamentos
Proteção do motor
Carcaça
2.4.4.5 Resistência de Aquecimento:
Potência determinada por carcaça Nas cabeças de
bobina
Frágil
Tensão de alimentação em 110, 220 e
440V
Reduzir a umidade no
interior dos motores
Pode ser
inserido antes
ou após a
impregnação
Cuidados:
• Manuseio: devido à fragilidade das conexões e cabos;
• Amarrações: pode romper o silicone;

39
2.4.5 Mancais
2.4.5.1 Mancais de rolamento
Mancais de rolamento, ou simplesmente rolamento, são mancais onde a
carga é transferida através de elementos que apresentam movimento de rotação,
conseqüentemente chamado atrito de rolamento.
Figura 2.8: Rolamento rígido de uma carreira de esferas
2.4.5.2 Classificação dos Rolamentos
Os rolamentos são classificados de acordo com:
• Tipo do rolamento;
• Largura;
• Diâmetro do furo.
X X X X
O primeiro algarismo ou série de letras
indica o tipo do rolamento.
O segundo algarismo indica a
largura e diâmetro externo do
rolamento.
Os dois últimos algarismos,
multiplicados por 5,
indicam o diâmetro do
furo do rolamento em
Pista externa
Pista interna
Elemento
rolante
Gaiola

40
2.4.5.3 Vedações
A indicação da vedação do rolamento vem após a numeração (sufixo).
• Z – proteção metálica (blindagem) em apenas um dos lados do rolamento;
• 2Z – dupla proteção metálica (blindagem em ambos os lados do
rolamento);
• 2RS / DDU – dupla vedação de borracha, com contato (ambos os lados do
rolamento).
Exemplo:
6203 – ZZ: rolamento de esferas, série de largura 3, furo de 17mm, com
dupla vedação metálica (blindagem).
2.4.5.4 Folgas Internas
• As folgas indicadas no rolamento são medidas radialmente (folga entre os
elementos rolantes e as pistas);
• São indicadas após a numeração do rolamento (sufixo);
• Em ordem crescente: C1 - C2 - NORMAL - C3 - C4 - C5;
2.4.6 Lubrificação
Os objetivos da lubrificação dos rolamentos são:
• Reduzir o atrito e desgaste;
• Prolongar a vida do rolamento;
• Dissipar calor;
• Reduzir temperatura;
• Outros: vedação contra entrada de corpos estranhos, proteção contra a
corrosão do mancal, etc.
Os métodos de lubrificação se dividem em lubrificação a óleo e graxa. Em
motores elétricos, a lubrificação com graxa é mais utilizada devido a sua
simplicidade e baixo custo de operação.
2.4.6.1 Lubrificação com Graxa
A graxa é um lubrificante líquido (óleo) engrossado para formar um produto
sólido ou semi-fluido, por meio de um agente espessante. Outros componentes que
confiram propriedades especiais podem estar presentes (aditivos).
GRAXA = ÓLEO + ESPESSANTE + ADITIVOS

41
Mineral; Lítio Anti-Oxidante;
Sintético; Complexo de lítio; Anti- Corrosivo;
Vegetal; Complexo de cálcio; Anti-Desgaste
Silicone. Uréia Agente de Adesividade, etc.
2.4.6.2 Características da Lubrificação com Graxa
Vantagens da Graxa:
• Lubrificam e vedam;
• Reduzem o barulho;
• Não necessitam bombeamento.
Desvantagens da Graxa:
• Não trocam calor;
• Não removem contaminantes;
• Menor poder de penetração;
• Não fluem.
Por que relubrificar os rolamentos?
Rolamentos engraxados devem ser relubrificados se a vida útil da graxa for
menor que a vida útil esperada do rolamento.
O que influencia na vida da graxa?
• Temperatura;
• Contaminantes;
• Vedações deficientes.
O que acontece se o rolamento não é relubrificado?
• A graxa pode endurecer, perdendo suas propriedades lubrificantes;
• Pode haver acúmulo de contaminantes, reduzindo drasticamente a vida
útil do rolamento.
2.4.7 Vedação W3 Seal
V´ring
O´ring
Labirinto
Figura 2.9: Ilustração em corte 3D de um motor com vedação W3 Seal

42
O W3 Seal é uma vedação composta de um labirinto taconite (vedação
contra pó), um anel V’ring (vedação contra água) e anel O’ring (fixação e vedação do
conjunto no eixo). No Anexo 1 ilustramos a composição desta vedação.
Esta vedação é altamente eficaz contra a entrada de água e/ou acúmulo de
impurezas nos mancais, e poderá ser instalado nos motores WEG grau de proteção
IP55 desde que efetuadas as seguintes alterações:
• Para as carcaças 90S a 200L (standards) as tampas deverão ser
substituídas por tampas apropriadas à vedação W3 Seal (estão disponíveis
kits de vedação W3 Seal, composto de tampa e componentes de vedação);
• Para carcaças da 225S/M a 355M/L (standards) os anéis de fixação
externos dos rolamentos deverão ser substituídos por anéis de fixação
externos apropriados à vedação W3 Seal (estão disponíveis kits de vedação
W3 Seal, composto de anéis de fixação externos e componentes de
vedação);
2.4.8 Técnicas de Construção
Atualmente as Engenharias utilizam de várias técnicas (software) de
construção e análise dos motores, as principais estão descritas abaixo:
2.4.8.1 SolidWorks – Modelagem 3D
SolidWorks permite modelagem de sólidos e desenhos 2D.
Características:
- Cria modelos sólidos a partir de desenhos de partes/peças.
- Cria modelos parametrizados para a confecção de linhas de produção.

43
2.4.8.2 Ansys – Análise Estrutural do motor
Software de elementos finitos utilizado na análise de deformações e
simulação térmica de componentes mecânicos.
2.4.8.3 Motor-CAD Projeto Térmico de Motores Elétricos
Módulos disponíveis permitem o cálculo térmico de:
• Motores de indução.
• Motores de relutância chaveada.
• Motores de imãs permanentes.

44
2.4.8.4 EFCAD Software de Análise Electromagnética
Sistema de Elementos Finitos para Análise de Campos Eletromagnéticos. EFCAD é
um pacote computacional desenvolvido para resolver a equação de Poisson relativa
aos fenômenos térmico e eletromagnético.
2.4.8.5 Software para Projeto Eletromagnético de Motores e Geradores
Características:
- Analisa o desempenho de máquinas de indução monofásicas, bifásicas e
trifásicas;
- Considera desequilíbrio da fonte;
- Considera todos os tipos de enrolamentos (simétricos e assimétricos);
- Considera todas as assimetrias do núcleo magnético;
- Baseado em um projeto existente;
- Flexível de acordo com as necessidades do projeto;
- Permite variar as principais dimensões da máquina

45
2.5 PRODUTOS EFICIENTES E SUAS APLICAÇÕES
2.5.1 W22
O novo conceito em motores elétricos
Motores elétricos mais eficientes e com custos de operação reduzidos
formam a base para o desenvolvimento da nova linha de motores trifásicos W22.
Excelente relação custo benefício, redução do consumo de energia elétrica,
baixos níveis de ruído e fácil manutenção são algumas das características que
definem esse novo produto. Um motor que surge antecipando conceitos sobre
economia, desempenho e produtividade.
Redução do custo operacional
Um produto que opera com alta eficiência, resultando em alta produtividade,
gerando o máximo valor para o cliente é o que está por trás do conceito da linha
W22.
Economia de Energia
Durante a vida útil de um motor elétrico, em média 90% dos custos de
operação são referentes ao consumo de energia elétrica, enquanto somente 10%
estão relacionados aos custos de aquisição, instalação e manutenção motor. A nova
linha W22 excede os valores de rendimento previstos em norma, resultando em
menor consumo de energia.elétrica.
Sustentabilidade
Sustentabilidade é a capacidade de criar processos, produtos, serviços, de
forma a não causar impactos negativos ao planeta. Ecologicamente correto e
economicamente viável esta é a linha W22 a mais alta tecnologia em sintonia com a
preservação ambiental.
Durabilidade
O ferro fundido de alta resistência mecânica utilizado na fabricação dos
motores industriais é produzido pela própria WEG, com um alto padrão de
qualidade. Associando a qualidade do ferro fundido às vantagens de um design

46
inovador, à linha W22 oferece maior resistência ao impacto e melhor dissipação
térmica, assegurando maior durabilidade e confiabilidade em aplicações severas.
Conversor de Freqüência
A linha W22 adota o exclusivo sistema de isolamento WISE (Weg Insulation
System Evolution), desenvolvido pela WEG, que eleva a rigidez dielétrica do
bobinado, permitindo a operação com inversores de freqüência até 690 Volts*.
* Tensões acima de 690 V, sob consulta.
Extensão da Linha
A plataforma W22, oferecendo alta eficiência, redução das intervenções
para manutenção e baixo custo de operação, será a base para os futuros
desenvolvimentos WEG. Em conjunto com os novos motores de imã permanente e
motores Exd, uma concepção Eco de motores compactos com materiais de
construção otimizados está sendo desenvolvida. Os princípios da linha W22
constituem a base para uma classe de motores elétricos de inegável sucesso a nível
internacional.
2.5.2 Alto Rendimento Plus
Aplicações
O motor Trifásico Alto Rendimento Plus pode ser aplicado em bombas,
ventiladores, exaustores, britadores, moinhos, talhas, compressores e outras
aplicações que requeiram motores assíncronos de indução trifásicos com o máximo
de rendimento e consumo reduzido.
Características
• Grau de Proteção: IP55;
• Vedação de mancais: V’Ring;
• Carcaça: Ferro fundido;
• Potências: 0,16 a 500cv (carcaças 63 a 355M/L);

47
• Isolamento: Classe "B" (carcaças 63 a 100L);
Classe "F" (carcaças 112M a 355M/L);
• Fator de serviço: 1,15;
• Rolamentos de esferas (com graxeira a partir da carcaça 225S/M);
• Rolamentos dianteiros de rolos:carcaças 355M/L (IV, VI e VIII pólos);
• Categoria: N;
• Tensões: 220/380; 380/660V (carcaças 63 a 200L);
220/380/440V (carcaças 225S/M a 355M/L);
• Cor: Verde RAL 6002.
Opcionais
• Freqüência: 50Hz;
• Grau de proteção: IPW55, IP56, IP65 e IP66;
• Isolamento: Classe "F" (carcaças 63 a 100L);
Classe "H" (carcaças 63 a 355M/L);
• Outras tensões sob consulta;
• Resistência de aquecimento;
• Graxeiras nas carcaças 160M a 200L ;
• Prensa-cabos;
• 2ª ponta de eixo;
• Placa de bornes (duplo aterramento);
• Labirinto taconite (carcaças 90 a 355M/L);
• Rolamentos de rolos na tampa dianteira a partir da carcaça 160M (IV, VI
e VIII pólos);
• PT100 nos mancais;
• Eixo em aço inox;
• Ventilador de alumínio;
• Retentor;
• Outros opcionais sob consulta.
2.5.3 Wmagnet

48
Aplicações
Os motores de ímãs permanentes Wmagnet são motores síncronos com
características diferenciadas. Em contraste à gaiola de esquilo dos motores de
indução, o Wmagnet possui ímãs de alta energia no interior do rotor em uma
configuração especialmente desenvolvida para minimizar vibrações e ruído e
maximizar a eficiência em toda a faixa de variação de velocidade, atendendo
aplicações como compressores, elevadores, bombas centrífugas,
ventiladores,exaustores, esteiras transportadoras, veículos elétricos e outras.
Características
• Extra Alto Rendimento;
• Sistema de isolamento WISE;
• Acionado por Inversor de freqüência com controle vetorial sensorless;
• Grau de proteção: IP-55;
• Potência: 11kW a 150kW;
• Carcaça: 132S a 250S/M;
• Faixa de rotação: 90 a 3600rpm;
• Tensão: 380V;
• Vedação dos mancais: V'ring
• Isolamento: Classe "F";
• Fator de serviço: 1.00;
• Forma construtiva: B3D;
• Auto ventilado;
• Graxeira;
• Plano de pintura WEG 202P;
• Acionado por inversor de freqüência WEG CFW09 PM.
2.5.4 Well
Aplicações
A linha WELL (WEG Extra Long Life) foi especialmente projetada para
maximizar a confiabilidade e produtividade do seu equipamento. Confiabilidade a
toda prova para as indústrias de processamento contínuo, onde redução de
intervenções para manutenção e baixos níveis de ruído são essenciais.

49
Características
• Grau de proteção: IPW66;
• Potência: 1 a 400cv;
• Carcaças: 90S a 355M/L;
• Polaridade: II, IV, VI e VIII pólos 220/380V (90S a 200L);
• Tensão: 440volts com 6 cabos (225S/M a 355M/L);
• Sobrelevação de temperatura dos mancais reduzida à 45ºC para os
motores de IV, VI e VIII pólos e 50ºC para os motores de II
pólos(alimentação senoidal e potência nominal)
• Projeto mecânico otimizado provendo vida útil dos rolamento prolongada
(L10 mínimo 50.000h para acoplamento direto);
• Tolerâncias de batimento do eixo reduzidas conforme Norma NEMA MG1,
Seção IV;
• Exclusivo sistema de relubrificação por pressão positiva com pino graxeiro
e válvula de expurgo automático, permitindo a relubrificação dos mancais
dianteiro e traseiro em serviço;
• Referência na indústria petroquímica no quesito vibração;
• Nível de vibração reduzido de acordo com a NBR / IEC 34-14;
• Planicidade dos pés inferior a 0,127mm, permitindo fácil instalação e
alinhamento;
• Sistema de vedação;
• Vedação dos mancais: W3 Seal (exclusivo sistema de vedação WEG);
• Sistema de Isolação WISE (WEG Insulation System Evolution);
• Isolamento: Classe “F” (∆T 80ºK);
• Fator de Serviço: 1.15;
• Pintura interna anticorrosiva e componente usinados protegidos contra
corrosão;
• Acabamento em pintura epóxi, plano 211P;
• Cor: Amarelo - Munsell 10YR 8/14;
• Placa de bornes;
• Defletora em ferro fundido e chapéu para montagem vertical;
• Garantia diferenciada.
Opcionais
• Freqüência 50 Hz;
• Outras tensões;
• Planos de pintura;
• Sensores de temperatura no bobinado (Termostato, PT 100, termistores);
• Isolamento classe H;
• Prensa cabos;
• Rolamento de rolos na tampa dianteira a partir da carcaça 160 (IV, VI
e VIII pólos);
• Ventilador de alumínio, bronze ou ferro fundido;
• Eixo em aço inox;
• 2ª ponta de eixo;
• Categoria de conjugado "H";
• Encoder;
• Sistema de ventilação forçada;

50
• Fornecimento com freio;
• Outros opcionais sob consulta.
2.5.5 Wmining
Aplicações
A linha Wmining foi especialmente desenvolvida para operar nos diversos e
severos ambientes do segmento de mineração. Motor com características
eletromecânicas diferenciadas que proporcionam durabilidade, resistência e
robustez, para oferecer uma solução dedicada a este segmento.
Características
• Grau de proteção: IPW-66;
• Potências: 0,5 a 500cv;
• Carcaças: 90S a 355M/L;
• Polaridade: II, IV, VI e VIII pólos;
• Tensões: 220/380V (até a carcaça 200L) e 220/380/440V (a partir da
carcaça 225S/M);
• Vedação dos mancais: W3 Seal (exclusivo WEG);
• Caixa de ligação adicional (acima da carcaça 160);
• Sistema de isolação WISE (WEG Insulation System Evolution);
• Ventilador e tampa defletora em ferro fundido;
• Isolamento classe “F” (ΔT 80K);
• Fator de Serviço: 1,15;
• Proteção térmica no bobinado (alarme/desligamento);
• Chapéu de proteção para formas construtivas na vertical com eixo para
baixo;
• Cor: Laranja Segurança (Munsell 2.5 YR 6/14).
Opcionais
• Dupla ponta de eixo;
• Pintura interna anti-corrosiva;

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