Bobinagem de motor trifásico meio imbricado

Motor trifásico assíncrono com rotor gaiola

É a máquina elétrica de corrente alternada - C.A . - com rotor em curto-circuito, cuja

velocidade depende de freqüência da corrente e do número de pólos do motor.

O funcionamento desta máquina é muito eficiente e requer poucos cuidados de

manutenção.

Em razão disso e de seu baixo custo, é bastante empregada com força motriz em

aparelhos domésticos e maquinaria industrial. Veja na figura abaixo, as características

de um motor trifásico.

O motor elétrico de C.A .apresenta duas partes: Uma fixa e outra móvel.

A parte fixa é chamada estator.

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O estator compreende a carcaça e o núcleo. A carcaça é a parte externa do motor

feita de ferro fundido ou chapa de aço. Serve para sustentar toda a máquina.

O núcleo é feito de chapas de ferro-silício, em forma de pacote rígido.

Em seu interior há ranhuras longitudinais onde se alojam as bobinas. Veja, na figura

abaixo, um estator com ranhuras.

A parte móvel é constituída pelo induzido ou rotor. O rotor é composto de barras

condutoras fechadas em curto-circuito por meio de anéis. Essas barras têm a forma de

uma “gaiola de esquilo”.

Veja a figura a seguir.

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As barras são envoltas por uma pilha de chapas de ferro-silício e encaixadas num eixo.

Veja a figura.

Quando se trata de motores pequenos, as barras condutoras e os anéis de curto-

circuito são feitos de uma liga de alumínio.

Essa liga de alumínio é fundida ou injetada diretamente no rotor laminado.

Alguns rotores apresentam as ranhuras inclinadas em relação ao eixo. Isto é feito para

diminuir o ruído causado pelo corte das linhas magnéticas criadas pelo indutor.

Observe a figura abaixo.

Nas ranhuras do estator existem três enrolamentos, distintos um do outro, chamados

fases do motor. Essas três fases são idênticas, porém, defasadas uma da outra de

120º elétricos. As fases produzem campos magnéticos girantes, que se combinam par

formar os pólos do estator.

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As bobinas do estator formam o campo magnético, dentro do qual gira o rotor.

Observe, na figura, um exemplo de campo trifásico.

A tensão atinge seu valor máximo na bobina VI, depois na bobina VII e finalmente na

bobina VIII, de modo a gerar um campo magnético rotativo. As bobinas estão

dedasadas entre si em 120º. A corrente trifásica tem igual defasagem.

Rotação síncrona

É a velocidade teórica do campo magnético girante.

O campo magnético rotativo gerado no estator pelas bobinas VI, VII e VIII faz girar o

rotor; o fluxo magnético produzido gera, por indução, uma força eletromotriz no rotor.

Esta força vai produzir um campo magnético de igual intensidade, porém, de

polaridade oposta.

O campo magnético do estator e o campo magnético do rotor tendem a se atrair. Como

o campo magnético do estator é rotativo, o rotor procura acompanhar esta rotação.

A rotação do campo magnético é uma função direta da freqüência da rede elétrica e do

número de pólos do motor.

Portanto, a fórmula da rotação síncrona por minuto será:

N = N = rpm

F = freqüência em Hz

PP = pares de pólos

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Observação

Não se esqueça que a rotação síncrona acontece quando o rotor gira na mesma

velocidade que o campo magnético do estator.

Observe a seguir dois exemplos de esquema de motor.

Motor de 2 pólos: 1 par de pólos F :60Hz Motor de 4 pólos: 2 pares de pólos F : 60Hz

Para cada ciclo de freqüência, o campo magnético completa um caminho que vai de

um pólo norte até outro pólo norte. Veja a figura abaixo.

N = = 3600rpm

Se o motor tiver dois pólos, um norte, outro sul, o campo magnético completará uma

volta para cada ciclo de freqüência.

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Se o motor tiver 4 pólos, dois pólos norte e dois sul, o campo magnético completará

meia volta para cada ciclo de freqüência como mostra a figura a seguir.

N = = 1800rpm

Tabela: Velocidade síncrona de motoresQuantidade de pólos rpm em 60Hz rpm em 50Hz

2 3600 3000

4 1800 1500

6 1200 1000

8 900 750

10 720 600

Na velocidade síncrona não há mais geração de corrente induzida porque essa

velocidade só é atingida teoricamente.

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Em conseqüência disso, desaparece o efeito magnético rotórico necessário para

manter o rotor na velocidade síncrona.

Rotação assíncrona

É a velocidade não simultânea entre o campo magnético girante e o rotor.

Quando a rotação do rotor cai, o fluxo magnético aumenta. Isto faz a rotação aumentar

para que se chegue a um equilíbrio.

O rotor pode acompanhar a rotação do campo indutor desde que seja a uma

velocidade inferior para que se processe a geração das correntes induzidas e a reação

motora.

Os motores que não têm a velocidade de rotação do induzido ligada à velocidade do

campo rotativo indutor são chamados assíncronos.

Portanto, motores assíncronos não possuem rotação síncrona com o campo indutor.

Escorregamento

Ao se frear o motor, sua rotação diminui, enquanto a velocidade da variação do fluxo e

o valor das correntes induzidas aumentam.

O aumento do valor das correntes induzidas cria maior torção motora, necessária para

equilibrar o efeito freante.

A diferença entre a rotação síncrona e assíncrona do motor é denominada

escorregamento. O escorregamento é geralmente expresso em porcentagem.

Exemplo

Um motor de 5cv e 2 pólos tem rotação nominal de 3520rpm para uma freqüência de

60Hz. Calcule o escorregamento.

A fórmula é:

E = (%) = . 100

E = escorregamento em porcentagem

rpms = rotação por minuto síncrona

rpmpc = rotação por minuto nominal ou plena carga

Portanto:

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E = . 100 = 2,2%

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