II - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO:
As bobinas são dispostas no núcleo de modo a formar, com a tensão trifásica aplicada, um campo magnético que gira entorno do rotor, cortando as ranhuras do núcleo. A velocidade deste campo girante depende da frequência da rede elétrica e do número de pólos do rotor (P). A velocidade do campo girante, velocidade síncrona (Ns), pode ser definida por:
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Velocidade síncrona em RPM e número de pólos | ||
Frequência da rede f | ||
| Número de pólos P | 60 Hz | 50 Hz |
2 | 3600 | 3000 |
4 | 1800 | 1500 |
6 | 1200 | 1000 |
8 | 900 | 750 |
(nota do editor: quanto maior o número de pólos menor é o número de rpm, independente da potência do motor o número de rotação sempre vai ser o mesmo. a não ser que seja posto um inversor de frequência para aumentar a frequência e consequentemente o número de rotações.)
O campo magnético girando na velocidade síncrona corta as ranhuras induzindo corrente elétrica na bobina do rotor. A corrente elética induzida, na presença do campo magnético faz com que as ranhuras sofram a ação de uma força, responsável pelo conjugado que faz o movimento do motor.
ESCORREGAMENTO:Para que haja indução de corrente nas bobina do núcleo do rotor, o mesmo não pode girar a mesma velocidade síncrona do campo girante. Se isto ocorresse não haveria movimento relativo entre campo e o rotor, por conseguinte, não haveria indução de corrente. A diferença de velocidade entre o campo girante (Ns) e o rotor (N) é chamada de escorregamento.
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As curvas características do motor de indução trifásico, descrevem seu funcionamento, podendo ser destacadas as principais parâmetros : CONJUGADO, FATOR DE POTÊNCIA, RENDIMENTO E CORRENTE.
Uma das caracterísiticas do motor de indução trifásico é que para uma determinada potência de saída, carga mecânica no eixo,
teremos um correspondente rendimento, fator de potência, conjugado e corrente.
Uma das caracterísiticas do motor de indução trifásico é que para uma determinada potência de saída, carga mecânica no eixo,
teremos um correspondente rendimento, fator de potência, conjugado e corrente.
O conjugado descreve a força de rotação do motor, tendo como unidade o Kf.m e não tem variação constante.
Podemos verivicar na curva do conjugado pontos de destaque como o conjugado de partida Cp, Conjugado máximo
Cmáx e conjugado nominal Cn.
Podemos verivicar na curva do conjugado pontos de destaque como o conjugado de partida Cp, Conjugado máximo
Cmáx e conjugado nominal Cn.
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O conjugado de partida é importante para a partida do motor, apresentando valores que variam de 1,5 a 2,5 vezes
o conjugado nominal. Merece destaque que na partida o conjugado resistente, da carga , não deve ser superior ao
Conjugado de partida do motor , pois em contrário o motor não partirá.
Pode ser demonstrado que o conjugado de partida é proporcional ao quadrado da tensão aplicada no enrolamento do estator: Cp = K. V2
Deste modo reduzindo a tensão primária no estator de ½ reduzimos o conjugado de partida a 1/4 ,o que poderá inviabilizar a partida do motor.
Tomemos como exemplo prático o método de partida com chave estrela / triângulo (Y/D) onde partimos em Y, com redução de tensão de 57,73% . Isto significa uma redução do conjugado Cp para 1/3.
Tanto a o material quanto a forma da gaiola do rotor têm papel importante na curva do conjugado e na corrente de partida. As ranhuras e barras do rotor podem ser fabricadas de diferentes formas, aumentando o conjugado de partida e reduzindo a corrente. Um dos detalhes na construção das gaiolas é a inclinação , em relação ao eixo do rotor, que melhora as condições de partida.
A norma NBR7094 classifica conforme as curvas de conjugado , os motores de indução com rotor em gaiola em três categorias básicas :
Categoria N : Conjugado e corrente de partida normais, com baixo escorregamento. É o conjugado típico da maioria dos motores e suas aplicações.
Categoria H : Alto conjugado de partida, corrente normal e baixo escorregamento. São os motores usados em cargas com alto conjugado de partida.
Categoria D : Nesta categoria o conjugado de partida é o máximo. ë usado em cargas que exigem elevado conjugado de partida e correntes reduzida.
O motor elétrico, assim como outras cargas indutivas, consome, para o seu funcionamento potência parente, que
é a soma da potência ativa e reativa. Somente a potência ativa é transformada em potência mecânica, ou seja realiza trabalho. A potência reativa serve apenas para a manutenção dos campos magnéticos no interior do motor.
é a soma da potência ativa e reativa. Somente a potência ativa é transformada em potência mecânica, ou seja realiza trabalho. A potência reativa serve apenas para a manutenção dos campos magnéticos no interior do motor.
O fator de potência pode ser definido como a relação entre a potência parente e a potência ativa. Deste modo
quando dizemos que o fator de potência é 0,80 ; significa que 80% da potência parente é transformada em
potência ativa. Outra definição seria o fator de potência é o cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente absorvida
pelo motor. Quando aumentamos o fator de potência, reduzimos a potência aparente, que é o produto da
tensão e corrente ( V.I ).
quando dizemos que o fator de potência é 0,80 ; significa que 80% da potência parente é transformada em
potência ativa. Outra definição seria o fator de potência é o cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente absorvida
pelo motor. Quando aumentamos o fator de potência, reduzimos a potência aparente, que é o produto da
tensão e corrente ( V.I ).
As perdas ( I²x R ), perdas no cobre, são proporcionais ao quadrado da corrente e como a corrente é reduzida
na razão direta da melhoria do fator de potência, as perdas são inversamente proporcionais ao quadrado do fator de potência.
na razão direta da melhoria do fator de potência, as perdas são inversamente proporcionais ao quadrado do fator de potência.
Para o motor elétrico o baixo fator de potência significa corrente maior, mais perdas, mais aquecimento e
menor rendimento e outras conseqüências no sistema elétrico:
I. Aumento da corrente e sobrecarga ;
II. Maior queda de tensão na alimentação;
III. Aumento das perdas do motor :por efeito Joule ( I²x R );
IV. Maior temperatura de operação;
V. Aumento da conta de energia industrial pela cobrança de reativos.
menor rendimento e outras conseqüências no sistema elétrico:
I. Aumento da corrente e sobrecarga ;
II. Maior queda de tensão na alimentação;
III. Aumento das perdas do motor :por efeito Joule ( I²x R );
IV. Maior temperatura de operação;
V. Aumento da conta de energia industrial pela cobrança de reativos.
VI - POTÊNCIA DE SAÍDA E A CORRENTE
A corrente consumida pelo motor de indução apresenta uma variação aproximadamente linear em relação a potência de saída.Para o motor a vazio, sem carga, a corrrente é próxima de 30 % da corrente nominal In. Sendo assim, é possível estimar, com aproximação, a carga do motor pela medida da corrente de fase, com o alicate amperímetro.Além da aproximação numérica outros fatores podem comprometer a análise:
- Presença de harmônicos;
- Motor reformado - Na reforma os dados de placa podem ser alterados;
- Tensão da rede diferente da nominal;
- Dados do fabricante incorretos.
POTÊNCIA DE SAÍDA E A E VELOCIDADE:
Alicate amperímetro
A velocidade do motor ( N em RPM )de indução varia linearmente e inversamente com a carga, potência de saída:
I ) Motor sem carga : a velocidade é muito próxima da velocidade síncrona (Ns), fração de 1%. Mesmo a vazio a velocidade nunca poderá ser igual a síncrona, pois se isto ocorresse, o movimento relativo entre o campo girante e as renhuras do rotor seria nulo e não haveria indução de corrente no rotor, sendo nulo tabém o conjugado do movimento rotativo.
II ) Motor em plena carga: a velocidade é a nominal (Nn). Se o motor estiver com velocidade muito acima da nominal, a potência de saída estará muito abaixo da potência do motor, motor sobredimensionado.
Tacômetro digital
Leitura em RPM
III) Variação da velocidade no eixo do motor (N) esta entre um valor próximo da velocidade síncrona (Ns), motor sem carga, e a velocidade nominal (Nn), carga nominal:
Ns < N < Nn
INVERSOR DE FREQUÊNCIA
CONTROLE CONTÍNUO DE VELOCIDADE - Conversores de Freqüência:
Para os motores de indução trifásicos mantendo-se constante a relação V/ f, o fluxo do campo girante se mantém constante, e o conjugado do motor também será constante. Isto é conseguido variando-se simultaneamente e na mesma proporção, a tensão e a freqüência da tensão de alimentação do motor.
Basicamente o acionamento eletrônico é composto por chaves eletrônicas e um circuito e controle. As chaves eletrônicas podem ser Tiristores, GTO, Transistor Bipolar ou Transistores de Efeito de Campo ( FET).
O mais importante , do ponto de vista da eficiência energética, é que com o controle eletrônico as perdas são minimizadas.
Para os motores de indução trifásicos mantendo-se constante a relação V/ f, o fluxo do campo girante se mantém constante, e o conjugado do motor também será constante. Isto é conseguido variando-se simultaneamente e na mesma proporção, a tensão e a freqüência da tensão de alimentação do motor.
Basicamente o acionamento eletrônico é composto por chaves eletrônicas e um circuito e controle. As chaves eletrônicas podem ser Tiristores, GTO, Transistor Bipolar ou Transistores de Efeito de Campo ( FET).
O mais importante , do ponto de vista da eficiência energética, é que com o controle eletrônico as perdas são minimizadas.
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