rotor gaiola esquilo

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AULA 25 UNIDADE 3 MÁQUINAS ELÉTRICAS Universidade do Estado de Santa Catarina Departamento de Engenharia Elétrica Curso de Graduação em Engenharia Elétrica Prof. Ademir Nied, Dr. Eng. Elétrica [email protected]

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AULA 25

UNIDADE 3

MÁQUINAS ELÉTRICAS

Universidade do Estado de Santa Catarina

Departamento de Engenharia Elétrica

Curso de Graduação em Engenharia Elétrica

Prof. Ademir Nied, Dr. Eng. Elé[email protected]

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O Motor Assíncrono – – Unidade 3Unidade 3

Aplicações; Tipos construtivos

Modelamento do motor assíncrono trifásico

simétricoDeterminação dos parâmetros de circ. eq.

Análise do desempenho; curvas C,P,I x V

Influência da resistência rotórica

Classificação comercial

Métodos de partidaFormas de variação de velocidade

Motores monofásicos

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Aula 25 -Aula 25 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Motor de Indução Trifásico

Corte lateral de um motor de indução (WEG)

1) Carcaça;

2) Núcleo de chapas – estator;3) Núcleo de chapas – rotor;4) Tampa;5) Ventilador;6) Tampa defletora;7) Eixo;8) Enrolamento tifásico;9) Caixa de ligação;10)Terminais;11)Rolamentos;12)Barras e anéis de curto-circuito;

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Aula 25 -Aula 25 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Rotor

Os  aspectos construtivos  do rotor são de extremaextremaimportânciaimportância, pois nele concentram-se as principaiscaracterísticas que influenciam no torque de partida 

desenvolvido pelo motor de indução.

Podem ser de dois tipos:

1.Rotor gaiola de esquilo;2.Rotor bobinado.

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Aula 25 -Aula 25 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Rotor gaiola de esquilo

O rotor de gaiola de esquilo é o tipo mais utilizado. É constituído dechapas de aço magnético com barras condutoras espaçadas entre si,situadas na circunferência das chapas magnéticas. Estas barrascondutoras são eletricamente e mecanicamente conectadas a anéis nas

suas extremidades. Esta forma de construção ajuda a reduzir asvibrações mecânicas e os ruídos audíveis. As barras condutoras e aschapas magnéticas constituem um único bloco mecânico, extremamenterobusto e compacto. 

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Rotor gaiola de esquilo

As barras condutoras ao serem curto-circuitadas em suasextremidades, pelos anéis condutores, formam um objetoparecido com uma gaiola de esquilo, o que dá o nome a este

tipo de rotor. 

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Aula 25 -Aula 25 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Rotor gaiola de esquilo – material das barras condutoras

A grande maioria dos fabricantes de motores de indução tem trocado as barras de cobre pela utilização de barras de

 alumínio, fundindo assim as barras condutoras e os anéis de

curto em uma peça única. Esta tendência tem apresentadogrande crescimento, mesmo para motores de grande porte,principalmente, devido ao crescente aumento do custo docobre a partir do ano de 2000.

O  cobre   tem a vantagem de  minimizar as perdas, porém o alumínio é a melhor opção pois tem como vantagens:  menor

 custo e facilidade de fabricação. 

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Rotor gaiola de esquilo – formato das barras condutoras

As barras condutoras variam de formato conforme o tipo de

 curva de torque de partida que os motores deverão

 proporcionar. A grande variedade de formatos das barras

condutoras existentes tornou-se possível, principalmente,através da utilização do alumínio na fabricação dos rotores.As barras de cobre também podem ser moldadas, porém, osprocessos de fabricação são caros e dispendiosos. 

O  formato das barras condutoras tem grande influência no

 desempenho do motor, especialmente durante o processo departida. Este fenômeno é conhecido como  skin effect, ouefeito pelicularefeito pelicular, o qual causa um deslocamento da correntepara o topo da barra durante a partida. 

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Rotor gaiola de esquilo – formato das barras condutoras

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Rotor bobinado

O rotor bobinado está, atualmente, em desuso devido ao alto

 custo de construção e manutenção. É utilizado no método departida através da variação da resistência rotórica e as

bobinas do rotor são disponibilizadas para conexão externaatravés de escovas. 

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Controle das características do motor através da resistência rotórica 

Característica do torque de partida com a variação da resistência rotórica

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Barras profundas ou de dupla gaiola 

3 2 1L >L >L

Fluxo em um rotor de barras profundas

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Dupla gaiola: utilizada para proporcionar curvas de torque Classe B

e C da NEMA 

Seção transversal da dupla gaiolaChapas magnéticas de um rotor de dupla gaiola

 (WEG)

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Variação da impedância rotórica  através da variação do

formato da secção transversal das barras condutoras dorotor

Chapas magnéticas de um rotor de dupla gaiola WEG):(a) Rotor com barras puntiformes;(b) Rotor com barras profundas;(c) Rotor com dupla gaiola.

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Curvas padrões de torque

Conforme NEMA (National ElectricalManufacturers Association  - www.nema.org )

Conforme NBR 17094-1 (Associaçãobrasileira de Normas Técnicas –www.abnt.org.br )Curvas motores WEG – partida direta

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Aula 26 -Aula 26 - Unidade 3Unidade 3 - Máquinas Elétricas- Máquinas Elétricas

Todas as curvas de torque de partida, fornecidas nos catálogos dos

fabricantes, são  obtidas através de partidas diretas  – conexão direta arede de alimentação com freqüência nominal.

Para todo motor com potência acima de 5 CV , conforme regulamentode algumas Concessionárias de Energia Elétrica, é obrigatória autilização de métodos de partida auxiliares, como a estrela triângulo,as chaves compensadoras ou as chaves eletrônicas de partida suaveou soft-starters.

Atualmente, a  partir de 50 CV   determina-se a utilização de  soft- starters por algumas Concessionárias de Energia Elétrica.

Portanto, salienta-se a necessidade de um redimensionamento do

motor, conforme o tipo de método de partida que for utilizadoatravés das novas curvas de torque de partida obtidas.