acio_motores elétricos - motores ca
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8/18/2019 ACIO_Motores Elétricos - Motores CA
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MOTORES ELÉTRICOS AcionamentosEletrônicos
1
É denominado motor elétrico toda máquina elétrica capaz de converter
energia elétrica em energia mecânica. Os motores elétricos são classificados
dentro de dois grande grupos conforme sua alimentação: Motores de
corrente alternada e motores de corrente contínua.
Os motores de corrente alternada são os mais utilizados devido a
alimentação da rede ser em transmissão CA.
MOTORES ELÉTRICOSMOTORES DE CORRENTE ALTERNADA
Os motores CA podem ser síncronos e assíncronos:
Motor síncrono: Funciona com velocidade fixa; utilizado somente
para grandes potências (devido ao seu alto custo em tamanhos
menores) ou quando se necessita de velocidade invariável.
Motor de indução: Funciona normalmente com uma velocidade constante,
que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua
grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de
todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas,
encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos
motores de indução com o auxílio de inversores de frequência.
MOTORES ELÉTRICOSMOTORES DE CORRENTE ALTERNADA
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Estator
Sede do enrolamento trifásico, onde se alojam os pólos do motor.
Constituído de uma carcaça de aço-carbono ou aço fundido, que no
seu interior recebe as um pacote de lâminas ranhuradas de aço-silício
onde serão alojadas as bobinas que formam o seu enrolamento. Ele recebe
energia da rede de alimentação através do enrolamento de armadura,
e entrega essa energia na forma mecânica ao eixo motriz.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Os motores assíncronos diferenciam-se pelo enrolamento do seu rotor:
Motor com rotor em gaiola de esquilo;
Motor com rotor bobinado;
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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Rotor Gaiola de Esquilo
Essas gaiolas são formadas por barras longitudinais, paralelas ao eixo do
movimento e fechadas nas extremidades por anéis que, nas gaiolas
dos rotores, denominam-se anéis de curto-circuito. O pacote do rotor é
confeccionado em lâminas de aço-silício, ranhuradas e as ranhuras são
fechadas.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Rotor Gaiola de Esquilo
Os lados das bobinas são barras maciças, os anéis de curto-circuito
formando a cabeça da bobina, reúnem as ditas bobinas em um
enrolamento. Este tipo de enrolamento é chamado de “gaiola” e o motor
é denominado como “rotor tipo gaiola” .
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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Rotor Bobinado
O motor de anéis é um tipo de motor assíncrono, cujo circuito de
corrente do rotor possui um resistor variável, para fins de partida e
regulação;
Esse tipo de rotor é utilizado quando se necessita de um grande conjugado
de partida e que a corrente de linha durante a partida seja moderada.
Dimensionando-se os resistores, pode-se regular a regular velocidade
angular do rotor e aumentar o escorregamento da máquina.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Rotor Bobinado
Esses rotores são ranhurados, as ranhuras são semifechadas e recebem
um enrolamento executado e, condutores cilíndricos ou barras.
Normalmente, o enrolamento depositado neles é trifásico e conectado
eletricamente em Y. As entradas dos enrolamentos do rotor são levadas a
anéis de deslizamento de escovas colocados no eixo do rotor e, por meio
de escovas elétricas de grafite estacionadas no estator, efetua-se a
conexão com enrolamento rotórico com resistores externos mecanicamente
variáveis.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Rotor Bobinado
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Rotor Bobinado
O rotor bobinado utiliza enrolamentos de fios de cobre nas ranhuras,
semelhante ao estator;
Estes enrolamentos são colocados no rotor com uma defasagem de 120º e
seus terminais são ligados a anéis coletores, nos quais através das escovas,
tem-se acesso ao enrolamento.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
M
1
6
2
3
4 5
7
LEGENDA:
1 - compartimento do eletrodo
2 - reservatório do eletrólito
3 - bomba
4 - detector de nÍvel
5 - detector de temperatura
6 - eletrodos
7 - contator de curto-circuito
O eletrólito é bombeado do compartimento ( 2 ) até o compartimento ( 1 ),
através da bomba ( 3 ). À
medida que o nível aumenta, diminui a resistência entre os eletrodos ( 6 ) .
Quando a resistência atingir o valor adequado , o contato ( 7 ) curto
circuitará os anéis do motor, e o eletrólito retornará do reservatório ( 2 ) por
gravidade. O nível do eletrólito e a temperatura serão supervisionados e
farão parte do comando e interbloqueio do reostato.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Rotor Bobinado
Recomendado em casos em que se necessite de partidas a plena carga,
com uma corrente de partida de baixa intensidade (1,5 maior que a
nominal);
Utilizado em trabalhos com variação de velocidade, pois o enrolamento
existente no rotor, ao fazer variar a intensidade da corrente que percorre
o induzido, faz variar a velocidade do motor;
Compressores, transportadores, guindastes e pontes rolantes;
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Funcionamentomotores de indução
As máquinas de indução trabalham com corrente alternada no rotor e no
estator, nessas máquinas a corrente alternada é enviada diretamente ao estatore por indução (corrente de indução - por ação do transformador), chega
ao rotor. Teoricamente para uma carga zero, a velocidade do rotor do motor de
indução seria a mesma do campo girante, mas à medida que se aumenta a
carga sobre o eixo, maior será o conjugado necessário para acioná-la.
Para aumentar o valor do conjugado é necessário aumentar a diferença de
velocidade entre o rotor e o campo girante do estator, para que as
correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores. A diferença
entre essas velocidades é denominada de escorregamento.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Um campo magnético é criado quando uma bobina é percorrida por uma
corrente elétrica e a orientação do mesmo será conforme o eixo da bobina,
sua amplitude será proporcional à corrente aplicada.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
O enrolamento trifásico é formado por três
enrolamentos monofásicos deslocados entre si em
120º. Alimentando o equipamento com um sistema
trifásico de correntes I1, I2 e I3 cada uma das
correntes criará seus campos magnéticos H1, H2 e
H3 que por sua vez também serão deslocados entre
si em 120º
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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A cada instante a somatória de todos os campos gerados H1, H2 e H3
cria um campo resultante “H” . A amplitude do campo “H” permanece
constante ao longo do tempo e sua direção segue um movimentorotacional.
Dessa forma, pode-se concluir que para o motor com o enrolamento
trifásico o campo magnético “H” é “girante”, e esse campo girante induz
tensões na barra do rotor que geram corrente e como consequência é
gerado um campo no rotor de polaridade oposta à do campo girante;
Em decorrência da atração entre os campos girantes opostos do estator e
do rotor, o rotor tende a acompanhar esse campo, gerando um conjugado
que faz com que o motor gire, acionando a carga.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
A diferença entre o motor de rotor bobinado para o de gaiola de esquilo
encontra-se no rotor. Os terminais livres de cada uma das bobinas do rotor
são ligados a anéis coletores. Esses anéis tem a função de ligar as bobinas
do rotor a um reostato de arranque (ou banco de resistências), fechando o
enrolamento do circuito do rotor.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
Essas resistências podem variar desde o valor mínimo (0Ω-rotor em curto-
circuito) até o valor máximo do banco de resistências. Devido aos baixos
valores de resistências dos rotores, quando necessitamos partir um motor
assíncrono com uma alta carga em seu eixo, o escorregamento é de 100%,
atrasando muito a corrente em relação a tensão, com isso, mesmo
aumentando-se o valor da corrente, não será possível produzir potência
suficiente para arrastar a carga.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
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Faz-se necessário ao mesmo tempo uma redução da tensão para que a
corrente diminua e também um defasamento dessas grandezas. Para
conseguir isso, um resistor deve ser conectado eletricamente ao circuito do
rotor. Quando um motor assíncrono de indução necessitar partir com uma
carga que tenha um momento de inércia muito elevado, este deverá ser de
rotor bobinado. O motor de indução de rotor bobinado substitui o de rotor
em gaiola de esquilo em potências muito elevadas devido a redução da
corrente de arranque permitida pela configuração do rotor.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
RTHN
LN
HN
LN
HN
L1
L2
L3
FU1
FU1
FU1
2E10
2E13
2E16
2E12
2E15
2E162ET1
2ET2
2ET3
LN
2ET1
2ET2
2ET3
RT1CBL1
L2
L3
FU2
FU2
FU2
2E19
2E21
2E23
2E20
2E22
2E24
CB
CB
2ET4
2ET5
2ET6
440V3 FASES60HZ
LIGARNOPAINEL
E-44228/9L1 L2 L2
4 0 H P
6 P Ó L O
S
M.
FREIO
0 , 5
H P
6 P Ó L O S
3A3A
3A
2R4
2R14
2R24
2A
2R13
2R23
2R3
2A
2A
2R2
2R12
2R22
1A
1A 1A
2R1
2R1
2R2
2R12
2R22
2R3
2R13
2R23
2R4
2R14
2R24
RESISTÊNCIA
LR
HR
LR
HR
L1
L2
L3
FU3
FU3
2E25
2E28
2E31
2E27
2E30
2E332ET9
2ET8
2ET7
LR
2ET7
2ET8
2ET9
5 H P
6 P Ó L O S
M.
FREIO
3A
FU3
HM
HM
HM
2E11
2E14
2E17
HR2E26
2E29
2E32
LM
LM
LM
RT2
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Caracteriza-se por ter a mesma velocidade de rotação do campo girante da
armadura em regime permanente e por não possuir conjugado de partida;
A principal característica do motor síncrono é que durante o regime normal
de operação do motor, a velocidade do motor se manter constante e
proporcional à freqüência da rede.
Para entrar em funcionamento faz-se necessária a circulação de uma
corrente no enrolamento distribuído do estator, que produzirá um fluxo
magnético girante que irá progredir pelo entreferro do motor.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
A velocidade síncrona do motor é definida pela velocidade de rotação do
campo girante, que depende da quantidade de pólos do motor e da
frequência da rede de alimentação. O motor síncrono possui o rotor com o
mesmo número de pólos do enrolamento do estator. Com isso não há
nenhum movimento relativo entre os pólos do rotor e o fluxo magnético do
estator, não ocasionando indução de tensão elétrica no rotor.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
O motor síncrono possui dois tipos de enrolamento, o enrolamentotrifásico
no estator e o enrolamento com corrente contínua no rotor.
Para o funcionamento como motor temos que aplicar uma tensão trifásica ao
estator, responsável pela geração de um campo girante que possui
velocidade de acordo com o número de polos do enrolamento e com a
frequência de alimentação (NASCIMENTO JR., 2008).
No enrolamento do rotor é aplicada uma tensão CC para que seja gerado um
campo magnético constante que acompanhará o campo magnético girante.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
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MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
Ligando-se o enrolamento trifásico à rede, então o campo girante do
enrolamento do estator, que não tem inércia, inicia imediatamente o seu
movimento à plena velocidade, atuando apenas instantaneamente sobre os
pólos fixos do rotor.
Nesta fase, não se pode formar o conjugado necessário para vencer a
inércia da massa do rotor. Por esta razão, o motor síncrono em repouso não
parte por si. O rotor, sem carga, tem que iniciar o seu movimento em
função de um outro motor ou de um dispositivo de partida assíncrono (por
exemplo um anel de curto-circuito), até que sua velocidade alcance um
valor próximo ao nominal do campo girante.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
U ma forma de s ol uc io nar o
problema da limitação do motor
síncrono na partida é realizar o
acoplamento junto ao motor auxiliar
e realizar o desacoplamento a 90%
da velocidade do campo girante,
pois a partir desse momento o
motor síncrono conseguirá buscar a
sincronia com o campo magnético
no estator.
MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
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MOTORES ELÉTRICOSMOTOR SÍNCRONO
A escolha do protótipo deverá ser realizada no dia23/03;
Desenvolva um protótipo de motor para ser apresentadona sala de aula;
O desenvolvimento do protótipo será de inteiraresponsabilidade do grupo;
No dia da apresentação cada equipe deverá detalharcada componente e sua função no protótipo;
O esquema do protótipo deve ser enviado até o dia30/03;
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