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Prof. Alvaro Augusto - www.alvaroaugusto.com.br - 2006

Tipos de Motores ElétricosTipos de Motores Elétricos• Motores elétricos são dispositivos que convertem

energia elétrica em energia mecânica, geralmente operando de maneira eletromagnética.

• De maneira geral, os motores elétricos são divididos em duas grandes classes:– Motores de Corrente Contínua (DC).– Motores de Corrente Alternada (AC).

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Tipos de Motores ACTipos de Motores AC

Motores AC

Monofásicos

Polifásicos

Gaiola

Bobinado

Gaiola

Bobinado

Indução

Síncronos

Indução

Síncronos

HistereseRelutânciaÍmã Permanente

Fase divididaCapacitor de PartidaCapacitor Perm.Duplo CapacitorPólos Sombreados



Motor de Indução Trifásico - MITMotor de Indução Trifásico - MIT• Michael Faraday e James Clerk Maxwell já

conheciam o princípio do campo girante por volta de 1820.

• 1888 - Nikola Tesla patenteia o motor de indução bifásico.

• 1890 – Michael von Dolivo-Dobrowlsky inventa o motor trifásico de gaiola.

• O MIT foi a primeira carga exclusivamente AC e deu origem à Segunda Revolução Industrial.



Campo Girante e EscorregamentoCampo Girante e Escorregamento



Vantagens e DesvantagensVantagens e Desvantagens• Vantagens

– Baixo custo de aquisição– Baixo custo de manutenção– Torque de partida não nulo– Robustez– Disponível em potências de ¼ HP a mais de 30.000 HP

• Desvantagens– Controle de velocidade difícil– Corrente de partida elevada– Fator de potência baixo e sempre indutivo



Motor em Gaiola de EsquiloMotor em Gaiola de Esquilo• O motor com rotor em gaiola de esquilo (squirrel cage) é o

mais comum e mais robusto dos motores de indução para potências até 500 HP (373 kW).

• A ausência de contato elétrico entre o rotor e o exterior torna este motor bastante econômico e de baixa manutenção.

● A maior desvantagem é a dificuldade do controle de velocidade sem uso de dispositivos eletrônicos (inversores).



A Gaiola de Esquilo do MITA Gaiola de Esquilo do MIT

Fonte: www.windpower.org

• A gaiola é um conjunto de barras curto-circuitadas por anéis.

• Não há contato elétrico com o exterior.

• A gaiola pode ser construída em alumínio, cobre ou liga de cobre.

• O núcleo do rotor é formados por lâminas de aço silício.



Rotor em Gaiola - CorteRotor em Gaiola - Corte

Fonte: Wikipedia GNU



Motor em Gaiola – Vista em CorteMotor em Gaiola – Vista em Corte

Fonte: The University of Western Australia



Gaiola de AlumínioGaiola de Alumínio• A gaiola em alumínio injetado é usada

desde a década de 1930, tendo atingido grande desenvolvimento na década de 1960, com a linha de motores Custom 8000, da GE, e é usada em motores de aplicação geral entre 1 e 250 HP.

• O alumínio se funde a 650°C. Quando se solidifica, comprime o pacote de lâminas.

• As barras são soldadas aos anéis usando-se solda MIG (Metal Inert Gas).

Fonte: www.copper.org



Vantagens da Gaiola de AlumínioVantagens da Gaiola de Alumínio• Segundo a GE, a gaiola de alumínio apresenta as seguintes

vantagens:– A tensão das barras mantém a compressão do pacote de

lâminas.– O movimento da gaiola é eliminado.– As barras podem ser dimensionadas livremente.– O peso e a inércia do rotor são reduzidos.– A resistência elétrica do rotor é maior, mas o custo é

menor do que o de rotores de cobre.



Construção do Motor de GaiolaConstrução do Motor de Gaiola



Motor em Gaiola de AlumínioMotor em Gaiola de Alumínio



Rotor em Gaiola – 1.000 HPRotor em Gaiola – 1.000 HP



Gaiola de CobreGaiola de Cobre• Motores com gaiola de cobre existem

desde a década de 1930, mas a tecnologia de gaiola de cobre injetado só foi desenvolvida no início do século XXI.

• As maiores barreiras dizem respeito à necessidade de cobre de elevada pureza e à dificuldade em se evitar a fratura dos moldes, devido ao elevado ponto de fusão do cobre (1100 °C).




Vantagens da Gaiola de CobreVantagens da Gaiola de Cobre• Testes indicam que a gaiola de cobre

reduz as perdas no rotor entre 14% e 20% .

• A temperatura de trabalho do motor é reduzida, facilitando a ventilação.

• O rendimento pode ser elevado entre 1% e 3%, mas estima-se que rendimentos ainda maiores possam ser obtidos com projetos adequados das barras do rotor.




Rotores com Gaiola de CobreRotores com Gaiola de Cobre

Fonte: Teco-Westinghouse



Fabricação de Rotor de CobreFabricação de Rotor de Cobre

Fonte: Teco-Westinghouse



Motor de AnéisMotor de Anéis• O motor de anéis ou motor bobinado (em Portugal,

“motor enrolado”) é mais usado em potências elevadas (P>500 HP) ou quando se exige elevado torque de partida.

• O motor de anéis foi, durante muito tempo, a única forma de se controlar a velocidade de um MIT.

• Os anéis, posicionados no rotor, permitem o controle da corrente de rotor por meio de um reostato externo.



Rotor de Anéis Rotor de Anéis

Fonte: Data Engenharia



Montagem dos Anéis e EscovasMontagem dos Anéis e Escovas

Fonte:ABB



Montagem de Motor de AnéisMontagem de Motor de Anéis




Outro Rotor de AnéisOutro Rotor de Anéis




Mais um Rotor de AnéisMais um Rotor de Anéis




Fabricação dos AnéisFabricação dos Anéis




Rotor de Anéis - ¼ HPRotor de Anéis - ¼ HP

Fonte: McMaster University



Estator de um MITEstator de um MIT




Dentes de um EstatorDentes de um Estator




Lâmina de um RotorLâmina de um Rotor




Estator de MIT – 2.788 HP, 2,3 kVEstator de MIT – 2.788 HP, 2,3 kV

Fonte: WEG

Maior carcaça de ferro fundido já construída. Exportado para o Chile.



Estator Bipolar – 4000 HPEstator Bipolar – 4000 HP4 kV, 3585 rpm. Usado em operações de bombeamento

Fonte: Joliet Equipment



Laminação Típica – Rotor e EstatorLaminação Típica – Rotor e Estator



Motor em Gaiola Bipolar – 5.700 HPMotor em Gaiola Bipolar – 5.700 HP


5.700 HP - 13,2 kV, Rotor em Gaiola



Impregnação a Vácuo (VPI)Impregnação a Vácuo (VPI)Processo usado para evitar vazios entre as bobinas e o estator.




Efeito da SaturaçãoEfeito da Saturação

A vazio Rotor bloqueado

Simulação numérica de um MIT tetrapolar em gaiola



Motor de Anéis – 6.600 CV – 6,6 kVMotor de Anéis – 6.600 CV – 6,6 kV




MIT 5.000 HP – 6,6 kV, 50 HzMIT 5.000 HP – 6,6 kV, 50 Hz

Fonte: WEG

Motor MGF 710B. Usado em estação de bombeamento da Argentina.Motores MGF de 6,6 kV podem ter potências de até 15.000 HP



Rendimentos de Motores TetrapolaresRendimentos de Motores Tetrapolares


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