motores elétricos

Motor.

Shirlene MagalhãesSENAI CFP-BM

Tipos de motores.


Motor Universal

•Motor CC Série.

•Alimentado em CA ou CC.

•Potências até ¾ de CV.

•Alto conjugado de partida (furadeira, lixadeira).

•Cargas com alta velocidade (liquidificador, aspirador de pó).

•Tendência a disparar.•Variar a velocidade variando a tensão de alimentação.

•Eletrodomésticos e ferramentas portáteis:

•Máquinas de costura, liquidificadores, enceradeiras, furadeira, lixadeira, serras, etc.


Aplicação:

Motor Universal


Motor Universal

Motor de Corrente Continua.

Estator de ímãs permanentes.

Motor Universal.

Estator de eletroímãs.


Motor de Passo.

•Tem movimentos precisos.•Motor especial que controla o ângulo de giro de seu rotor.

•Rotor – ímã permanente.•Estator – eletroímã estacionário.


Motor de Passo.


Motor de Passo.

Aplicação:

•Dispositivos computadorizados (drives de disquete, Impressoras, Cdrom).

•Equipamentos de precisão no movimento.

•Controle de micro-câmeras num circuito interno de vigilância.

•Clínicas radiológicas – posicionamento das pessoas submetidas a radiografias.

•Furação automática.•Controle de máquinas industriais (robôs).•Injeção eletrônica (passagem do ar).


Motor de Passo.

Desvantagens:

•Controle complexo: controlado por um dispositivo digital (computador), e necessita de um controlador.

•Quanto maior sua potência, maior seu tamanho.

•Computador envia comandos ao indexer que cria pulsos de clock e sinais de direção. Controlador recebe e traduz em sinais apropriados para o motor.


Servo Motor.•Movimento proporcional a um comando.•Gerador de sinais (velocidade e posição) acoplado ao estator.•Exigidos dinâmica, controle de rotação, torque constante e precisão de posicionamento.


Servo Motor.

•Náutica, é a máquina especial que carrega para um e outro bordo o leme do navio, obedecendo ao comando da roda do leme.


•Utilizados em carrinhos de controle remoto.

Aplicação:

Motor Monofásico

Aplicação:•Não há alimentação trifásica.

•Para pequenas potências.

•Campo magnético criado no estator.

•Campo magnético gerado no rotor oposto ao do estator.

Funcionamento:

•O conjugado é igual em ambas as direções.

•Utilizar enrolamentos auxiliares de partida.


Motor MonofásicoMotor de fase dividida:

•Enrolamento principal.•Enrolamento auxiliar.•Defasamento entre os campos e o surgimento de um campo magnético girante.

Enrolamento auxiliar:

•Responsável pela rotação inicial e

aceleração.•Desligado após a partida.


Motor Monofásico

•Conjugado de partida próximo ao nominal.•Cargas de pequena potência e conjugado de partida moderado.•Ventilador, exaustor, bombas centrífugas, etc.


Motor Monofásico

Motor de capacitor de partida:•Capacitor eletrolítico em série com o enrolamento auxiliar.•Maior defasagem e conjugados de partida mais elevados.•Enrolamento auxiliar é desligado pela chave centrífuga.


Motor MonofásicoMotor com capacitor permanente:

•Facilidade de manutenção.•Conjugado máximo, rendimento, fator de potência – próximos aos motores trifásicos.

•Conjugado de partida menor que com capacitor de partida.•Limitada utilização.


Desvantagens:

Motor MonofásicoMotor com dois capacitores:•Capacitor de partida.•Alto conjugado de partida.•Alta eficiência.•Fator de potência elevado.

Desvantagem:


•Custo elevado.

Motor Monofásico

•Trabalham em duas tensões ( 110-220V).


Motor Monofásico

Inconvenientes:•Alto custo (maior que um motor 3Ø de mesma potência).•Desgaste mecânico do contato centrífugo.

•60 a 70% da potência do motor 3Ø do mesmo tamanho.•Rendimento e fator de potência menores•Não inverte diretamente o sentido de rotação


Motor Monofásico

Cálculo da corrente:


Motor de Indução Trifásico Assíncrono

•Partida mais fácil.

•Mais econômico.•Menor ruído.

•Mais utilizado na indústria.


Motor de Indução Trifásico Assíncrono

•Circula corrente no estator em três bobinas defasadas de 120°.•Surge um campo magnético girante.

•Surge uma corrente induzida no rotor e um campo magnético que tende a se alinhar com o do estator.•O campo do estator gira à velocidade síncrona.•O campo do rotor segue atrasado.•Assíncrono – velocidade do rotor inferior à velocidade síncrona.


Motor de Alto Rendimento Materiais de melhor qualidade – menor consumo e mesma potência.

•Chapas magnéticas de aço silício de qualidade superior – redução da corrente de magnetização e aumento do rendimento.

•Maior quantidade de cobre nos enrolamentos – redução das perdas por aquecimento em função da corrente (efeito Joule).

•Tratamento térmico do rotor – redução de perdas suplementares.


Motor de Alto Rendimento

•Ranhuras do rotor e anéis de curto-circuito bem dimensionados – redução de perdas por efeito Joule.

•Sistema de ventilação bem elaborado – trabalho em temperaturas inferiores possibilitando aumento do fator de serviço.

Custo superior ao motor convencional compensado pelo custo operacional.


Constituição do MIT - Estator

1 – Carcaça

2 – Núcleo de chapas

8 – Enrolamento trifásico

- Rotor

7 – Eixo

3 – Núcleo de chapas

12 – Barras e anéis de curto-circuito

- Outras Partes

4 – Tampa5 – Ventilador

6 – Tampa defletora9 – Caixa de ligação

10 – Terminais

11 – Rolamentos


Constituição do MIT


Estator•Carcaça de ferro fundido.•Chapas magnéticas.•Três bobinas defasadas de 120º (enrolamento trifásico).


EstatorEstator.


Ranhuras do Estator.

Estator de MIT – 2.788HP – 2,3 KV.Maior carcaça de ferro fundido já construída. Exportado para o Chile.


Rotor Bobinado

•Enrolamento trifásico de cobre.•Terminais ligados a anéis coletores.

•Partida com carga.•Variação da velocidade.•Ligado a um reostato de partida – regular corrente e controlar a velocidade.


•Potências muito elevadas.

•Núcleo de chapas ferromagnéticas.

Aplicação:

Rotor Bobinado

Montagem dos anéis e escovas.


Montagem do motor em anéis.

Rotor Bobinado


Rotor de anéis.

Rotor Bobinado


Fabricação dos anéis.

Rotor de anéis ¼ HP.

Rotor em Gaiola de Esquilo

•Condutores em forma de barra.


•Núcleo de chapas ferromagnéticas.

•Extremidades unidas por um anel de cobre.

•Barras com ângulo de deslocamento – torque uniforme e menor zumbido.

Rotor em Gaiola de Esquilo


•Mais utilizado.•Mais econômico.•Construção do induzido mais rápida, prática e barata.•Robusto e de rápida produção.•Torque de partida reduzido.

MIT 5.000 HP – 6,6KV – 50 Hz.


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

Aplicação do MIT•Indústria ou utilização doméstica.


•Robustez.•Baixo preço.

•Arranque fácil.•Não possui coletor.•Não produz faísca.

•Manutenção reduzida.

Conjugado e Velocidade do Motor CA.•Torque – força que produz ou tende a produzir rotação ou torção.


•Conjugado – Uma força atuando sobre uma alavanca origina um conjugado. Depende da intensidade da força e do comprimento do braço de alavanca.•Potência – Grandeza responsável pela manutenção da velocidade desejada e o tempo necessário para alcançá-la.

•Velocidade síncrona o conjugado é zero

•Adicionando carga sua rotação cai até o conjugado máximo.

Categoria do MIT


Categoria Conjugado de partida normal

Conjugado de partida alto

Corrente de partida normal

Baixo escorregam

ento

Alto escorregame

nto

N √ √ √

H √ √ √

D √ √ √

Vantagens do Motor CA em relação ao CC.•Motor e acionamento CA são mais baratos.


•Eficiência motor CA é melhor.•Redução em até 200% no custo de manutenção.•Menos peças na fabricação e construção mais simples. •Rebobinamento de um motor CC traz resultado inferior. •Mais oficinas estão habilitadas a rebobinarem os motores CA.•Disponibilidade comercial maior do motor e acionamento CA.•O motor CA tem tamanho menor.•Padronização de tamanhos, potências e características técnicas facilitam a escolha, a substituição, a intercambialidade de peças, o rebobinamento e o uso de chaves de partidas.

Vantagens do Motor CA em relação ao CC.•O inversor de freqüência permite economizar energia, produz menos harmônicos (com filtro embutido), apresenta mais recursos de automação, é facilmente programado e a programação pode ser copiada.


•Motor CA e inversor permitem uma sobrevelocidade de até 20% com manutenção do torque necessário.•Inversor de freqüência: suporta maiores quedas de tensão, por um tempo maior, mantendo a máquina funcionando; retomada de velocidade mais suave; acionamento em velocidades pré-selecionadas; sistema PID para controle de variável.

Vantagens do Motor CA em relação ao CC.

Motor CA:


•Mais simples.•Baixo custo.•Máxima eficiência.•Manutenção mínima.•Rendimento elevado.•Bom fator de potência.

Alimentação e fechamento – Motor 3 pontas.

•Fechado internamente de fábrica.


•Apenas um nível de tensão.

Alimentação e fechamento – Motor 6 pontas

Operação em duas tensões.


•220/380V (∆/Y).•380/660V (∆/Y).

Alimentação e fechamento – Motor 6 pontas


•220/380V (∆/Y).•380/660V (∆/Y).

Alimentação e fechamento – Motor 12 pontas.Operam em quatro níveis de tensão.


•220/380/440/760V (∆∆/YY/∆ série/Y série).

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Fator de potência (cosφ).


•Valor do cosseno do ângulo de defasagem entre a corrente e a tensão.•Relação entre a potência ativa e a potência aparente.

P – potência ativa [W]S – potência aparente [VA]

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Rendimento (η).


•Relação entre potência mecânica disponível no eixo do motor e a potência elétrica absorvida da rede.•Indica a eficiência da máquina na transformação de energia.

Pmec – potência mecânica no eixo [CV ou HP]P – potência elétrica [W]

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Velocidade (n).


•Rotação do eixo do motor.

•Definida pela velocidade de rotação do campo girante.

f – freqüência da rede [Hz]p – número de pólos do motor

Velocidade Sícrona (ns).

•Depende da freqüência da rede e do número de pólos.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Escorregamento (s).


•Funcionam a uma velocidade n menor que a velocidade síncrona.•Esta diferença é chamada de “escorregamento”.

s = escorregamento em %ns = rotação síncrona [rpm]n = rotação nominal [rpm]

•Depende da freqüência da rede e do número de pólos.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Conjugado com rotor bloqueado.


•Valor mínimo do conjugado de um motor com rotor bloqueado.•Deve ser alto suficiente para vencer a inércia da carga.

•Conjugado fornecido no eixo sob condições nominais.Conjugado nominal - Cn.

Conjugado máximo – Cmáx.•Maior conjugado sob condições nominais.•Alto para vencer picos de carga e não perder velocidade em quedas de tensões excessivas.

Conjugado mínimo de partida – Cmín.•Menor valor do conjugado entre o repouso e a velocidade do conjugado máximo.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Corrente de rotor bloqueado – Ip.


•Valor máximo da corrente que percorre o motor parado.

•Tempo que o motor leva para atingir a velocidade nominal.Tempo de aceleração.

Tempo com rotor bloqueado.•Tempo máximo sob corrente de rotor bloqueado.•Adota-se como tempo de partida do motor.

Fator de serviço.•Aplicado à potência nominal.

•Verificar se o motor conseguirá acionar a carga sem sobreaquecimento.•Dimensionar equipamentos de partida e proteção.

•Indica a sobrecarga permissível continuamente.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Regime de serviço.


•Regularidade de carga a que o motor é submetido.Regime Descrição

S1 Contínuo

S2 Por tempo limitado

S3 Intermitente periódico

S4 Intermitente periódico com partidas

S5 Intermitente periódico com frenagem elétrica

S6 Funcionamento contínuo com carga intermitente

S7 Funcionamento contínuo com frenagem elétrica

S8 Funcionamento contínuo com variação periódica de velocidade

S9 Variações não periódicas de velocidade

S10 Cargas constantes e distintas

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Regime de serviço.


Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Classe de isolamento.


•Limite de temperatura que o enrolamento do motor pode suportar continuamente. Casse Temperatura Máxima

A 105ºC

E 120ºC

B 130ºC

F 155ºC

H 180ºC

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Grau de proteção IP.


•Indica o quanto a carcaça oferece de proteção ao motor .

Dígito Indicação do primeiro dígito

0 Não é protegido

1 Protegido contra objetos sólidos maiores que 50 mm (toque mão)

2 Protegido contra objetos sólidos maiores que 12 mm (toque dedos)

3 Protegido contra objetos sólidos maiores que 2,5 mm

4 Protegido contra objetos sólidos maiores que 1,0 mm (ferramentas)

5 Protegido contra poeira prejudicial ao motor (completo contra toques)

6 Totalmente protegido contra poeira

•Primeiro dígito – Proteção contra corpos sólidos.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.


Dígito Indicação do segundo dígito

0 Não é protegido

1 Protegido contra quedas verticais de gotas de água

2 Protegido contra quedas de gotas de água para uma inclinação máxima de 15º

3 Protegido contra água aspergida de um ângulo de 60º na vertical (chuva)

4 Protegido contra projeções de água de qualquer direção

5 Protegido contra jatos de água de qualquer direção

6 Protegido contra ondas do mar ou de água projetada em jatos potentes

7 Protegido contra imersão em água, sob condições definidas de tempo e pressão

8 Protegido contra submersão contínua em água, nas condições especificadas pelo fabricante

•Segundo dígito – Proteção contra água.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.

Sentido de rotação.


•Inverter duas fases quaisquer.•Inverte o campo girante e o sentido de rotação do rotor.

Conceitos e Dados da Placa de Identificação.Dados de placa de um motor.


Cálculo da Corrente nos MIT


motores elétricos

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