acio_motores elétricos - motores ca

8/18/2019 ACIO_Motores Elétricos - Motores CA

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MOTORES ELÉTRICOS AcionamentosEletrônicos

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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


Os motores assíncronos diferenciam-se pelo enrolamento do seu rotor:

Motor com rotor em gaiola de esquilo;

Motor com rotor bobinado;



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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.


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” .




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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.


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.


Rotor Bobinado



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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.




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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.


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.


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.


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



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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.


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.


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.



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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.



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.


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.



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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.


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.



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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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