aula12- circuitos de motores

7/17/2019 Aula12- Circuitos de Motores

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Aula 13

Circui to de Motor



Definição das cargas a serem

estudadas

Na seção 6.5.3 da NBR 5410 define-se “cargas amotores residenciais e comerciais” como aquelesaparelhos eletrodomésticos ou eletroprofissionaisequipados com motores de até 1,5 kW.

Essas cargas ficam fora do das regras a seguirapresentadas. São consideradas cargas comuns,mesmo que sejam equipadas com mais de um motor

elétrico.

Essas cargas não justificam atenção especial.



Motores Elétricos - Par tes



Motores Elétr icos - tipos

Motor elétricotransforma energiaelétrica em energiamecânica e podem serclassificados por;

•Tensão AC/CC;•N° de fases;•Tipo de Estator;•Tipo de rotor.



Motores síncronosFuncionam com velocidade constante. Utiliza-se de um induzido que possui um

campo constante pré-definido, a velocidade angular do motorsíncrono estará sincronizada com a frequência da tensão alternada aplicada aosenrolamentos do estator.

Este motor tem uma velocidade de rotação, denominada de velocidade desincronismo, constante e rigorosamente definida pela frequência da corrente epelo número de pólos, de conformidade com a seguinte expressão:

A estrutura e o mecanismo de operação dos rotores síncronos sãorelativamente complicados e para o seu funcionamento há necessidade deuma fonte suplementar de energia em corrente contínua destinada à

alimentação dos enrolamentos do rotor.O campo prático de aplicação dos motores síncronos é o das grandesinstalações, geralmente quando a potência das bombas ultrapassa de500HP e as velocidades necessitam ser baixas (até 1800rpm) e constantes.Seu controle é relativamente difícil e sua possui sensibilidade àsperturbações do sistema (excesso de carga, por exemplo) podendo provocar

saídas do sincronismo que provocam paradas de funcionamento,acarretando prejuízos significativos



Motores assíncronosÉ um motor elétrico de corrente alternada, cujo rotor não está excitado

pelo estator e a velocidade de rotação não é proporcional à frequência dasua alimentação (a velocidade do rotor é menor que a do campo girante,devido ao escorregamento). Só desenvolve torque fora da velocidade

síncrona;

Exemplo: Qual é o escorregamento de um motor de quatro pólos, 60 Hz, sesua velocidade é de 1730 rpm?

S% = 100*(1800 – 1730)/1800 = 3,88%

Srpm = ns – n



Motores Tr ifásicos – Indução

Placa do Motor Marca comercial e modelo: WEG - ALTO RENDIMENTO PLUS• Tipo de corrente: alternada (~) • Número de fases: 3 • Número de carcaça: 90L • Mês e ano de fabricação: 03/99 • Número de série: FB90702 • Tipo: Motor de Indução de Gaiola • Freqüência: 60 Hz• Categoria: N (conjugado de partida normal, Ip normal, baixoescorregamento).

• Potência nominal: 2.2 kW (3.0 cv) • Rotação nominal: 1730 rpm•Fator de serviço: 1.15 (indica o quanto de sobrecarga: Is

=FS.Inom)•Classe de isolamento: B (130oC) • Fator Ip/In: 6.7• Proteção: IP-55 (proteção contra acúmulo de poeiras e contrapenetração de água no interior do motor em todas as direções)• Tensão nominal: 220/380/440 V • Corrente nominal: 8.40/4.86/4.20 A • Regime de trabalho: S1 (regime contínuo) • Possibilidades de ligação. • Especificação dos rolamentos: 6205-ZZ e 6204-ZZ



Conjugado

É a medida do esforço necessário para girar o eixo. E de acordo com a carga

mecânica a ser acionada, há uma curva de conjugado resistente associada.

Categoria D : Conjugado de partida alto, corrente de partida normal ; alto escorregamento: (+de 5%).Usados em prensas excêntricas e máquinas semelhantes, onde a carga apresenta picosperiódicos.Usados também em elevadores e cargas que necessitam de conjugados de partida

muito altos e corrente de partida limitada.



Características dos circuitos dos motores

elétricos• Características peculiares dos motores;

– A corrente de partida dos motores é muito superior a de regime defuncionamento normal. Os motores trifásicos de indução do tipo gaiola, quesão utilizados em mais de 90% das aplicações, apresenta os seguintesvalores típicos:

• -para motores de dois pólos: Ia = 4,2 a 9 In;

• -para motores com mais de dois pólos: Ia = 4,2 a 7 In;



Fator de Serviço

É definido como a regularidade de carga a que o motor é submetido.S1 – Regime contínuo; (os motores são projetados para este regime).S2 – Regime de tempo limitado;S3 – Regime intermitente periódico;S4 – Regime intermitente periódico com partidas;S5 – Regime intermitente periódico com frenagem elétrica;

S6 – Regime de funcionamento contínuo periódico com carga intermitente;S7 – Regime de funcionamento contínuo periódico com frenagem elétrica;S8 – Regime de funcionamento contínuo com mudança periódica na relaçãocarga/velocidade de rotação;S9 – Regime com variações não periódicas de carga e de velocidade;S10 – Regime com cargas constantes distintas.



Motores Trifásicos – Assíncrono - modelo

Da mesma forma que nos transformadores podemos representar a

formação do campo magnético através do seguinte modelo:

E a distribuição de potência no motor de indução é:




elétricos• Características peculiares dos motores;

– A potência elétrica absorvida emfuncionamento é determinada pela potênciamecânica no eixo do motor, solicitada pelacarga acionada, o que pode resultar emsobrecarga no circuito de alimentação, se nãohouver uma proteção adequada. Motor sempre

tentará manter a potência no eixo, e para issocompensará a carga aumentando a corrente!!!(modelo carga de potência constante).

• S=V.I

– Por ser uma carga de potência constante, a

variação da tensão pode provocar variação dacorrente de operação dos motores com aconsequente queima do equipamento.(Tensões baixas são compensadas comaumento de corrente que pode provocarqueima das bobinas)




elétricos• A corrente nominal, In, de um motor elétrico é dada pelas seguintes

expressões:• -monofásico:

• -trifásico:

• em que:

• Pn = potência nominal (no eixo) do motor, em kW; a potência é muitas

vezes dada em HP (0,746 kW) ou em CV (0,736 kW);• Vn = tensão nominal do motor, em Volt; nos motores monofásicos Vn é a

tensão fase-neutro e nos motores trifásicos a tensão entre fases;

• é o rendimento do motor. Expressa a relação entre potencia de entrada ea efetivamente entregue no eixo

• Cosθ é o fator de potência do motor, que depende da construção doequipamento.

cos

103

n

n

n

V

P I

cos3

10

3

n

n

n

V

P I




elétricos• Os motores em instalações domésticas devem ser tratadas como os circuitos

normais de eletrodomésticos. (geladeira, ar condicionado, batedeira, maquinalavar-roupa, etc.)

• Os circuitos terminais de motores industriais exigem dispositivosespecíficos que os diferem dos circuitos comuns para alimentação detomadas.

– Na origem do circuito terminal deve existir um dispositivo deseccionamento que só deve ser operado sem carga, isto é, com o motordesligado. Sua finalidade é promover o seccionamento para fins demanutenção do circuito.

– Em seguida, deve existir o dispositivo de proteção contra correntes decurto circuito. (Atenção!! São os condutores que devem ser protegidos,e não o motor ) A proteção dos condutores deve ser completada com autilização de dispositivos de proteção contra correntes de sobrecargas,que também deve proteger as bobinas do enrolamento do motor.

– Por fim, o circuito terminal deve contar com um dispositivo de manobra

para ligar e desligar o motor de forma segura, tarefa típica dos contatores.




elétricos

Os circuitos de motores apresentam 3 características não

encontradas em circuitos de outros equipamento:

• Queda de tensão significativa durante a partida do motor (alta

corrente de partida)• Número e frequência de partidas geralmente elevados (regime

de operação)

• O dispositivo de proteção contra sobrecargas deve suportar

sem atuar a corrente de partida dos motores.




elétricosPara atender às exigências funcionais do circuito terminal do motor,existem algumas montagens clássicas dos dispositivos:




elétricosConfigurações para circuitos de motores:

a. Geralmente usado em industrias para motores de médio e grande porte(acima de 15 cv)

b. Um circuito que alimenta um grupo de motores e outras cargas, só é usadocom motores pequenos.




elétricosDimensionamento dos condutores:

Os condutores de um circuito terminal que alimenta um motor devem tercapacidade de condução de corrente (Iz) maior ou igual à corrente nominaldo motor multiplicada pelo fator de serviço;

Fator de Serviço– Chama-se fator de serviço (FS) o fator que, aplicado à

potencia nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicadacontinuamente ao motor, sob condições especificadas.

Note que se trata de uma capacidade de sobrecarga contínua, ou seja umareserva de potência que dá ao motor uma capacidade de suportar melhor o

funcionamento em condições desfavoráveis.

O fator de serviço não deve ser confundido com a sobrecarga momentânea.

O fator de serviço FS = 1, significa que o motor não foi projetado parafuncionar continuamente acima de sua potência nominal. Isto, entretanto, não

muda sua capacidade para sobrecargas momentâneas.




elétricosDimensionamento dos condutores:

Os condutores de um circuito terminal que alimenta um motor devem tercapacidade de condução de corrente (Iz) maior ou igual à corrente nominaldo motor multiplicada pelo fator de serviço;

No caso de circuitos que alimentem dois ou mais motores, os condutoresdevem ter capacidade de condução de corrente superior a soma dascapacidades mínimas

Os limites de queda de tensão devem continuar a ser respeitados, ou seja,os condutores também devem ser dimensionados pelo critério de queda detensão.




elétricosDimensionamento da proteção:

Deve existir coordenação entre a proteção de curto e a de

sobrecarga. A corrente que provoca a atuação dos fusíveis(curto) não pode provocar atuação no relé de sobrecarga evice-versa.

Deve atuar rapidamente para

correntes altas, mas não atuar para

corrente de partida (curta duração)

nem para corrente nominal.

Deve atuar para correntes pouco

superiores a corrente nominal (sobre-

carga) num tempo tal que os condutores

não se danifiquem.




elétricosDimensionamento da proteção:

A outra forma de proteção é um disjuntor especial para motor, curva D.

Deve atuar rapidamente para

correntes altas, mas não atuar para

corrente de partida (curta duração)

nem para corrente nominal.

Deve atuar para correntes pouco

superiores a corrente nominal (sobre-

carga) num tempo tal que os

condutores não se danifiquem.



• 10/11

• 17/11

• 24/11• 01/12 – Segunda Chamada

• 15/12 – Apresentação dos trabalhos

• 22/12 - Final

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