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Figura 28a- Rotor com barras paralelas Figura 28b- Rotor com barras diagonais

Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas motor de rotor bobinado também funciona com os elementos do rotor em curto-circuito (tal como o motor de rotor em gaiola de esquilo), quando atinge o seu regime nominal.

O motor de indução de rotor bobinado substitui o de rotor em gaiola de esquilo em potências muito elevadas devido ao abaixamento da corrente de arranque permitida pela configuração do rotor. Apesar de ser utilizados em casos com velocidades constantes de serviço, aplica-se preferencialmente quando as velocidades de serviço são variáveis.

São muito usados quando se necessita de elevado torque de partida, quando se deseja o controle de velocidade ou quando se introduzem tensões externas ao circuito do rotor que pode ser CA ou C (caso da máquina universal).

Não é necessário isolação entre os condutores e o núcleo porque as correntes induzidas no rotor seguem o caminho de menor resistência que são os dos condutores de cobre, de alumínio ou da liga de cobre no enrolamento do rotor.

Algumas vezes a máquina tipo gaiola é chamada de máquina sem escovas e a máquina com rotor bobinado é chamada de máquina de anéis.

O motor assíncrono é um motor destinado somente para corrente alternada e seu rotor não gira a mesma velocidade do campo magnético girante do estator. Sua velocidade varia pouco com a aplicação da carga. São considerados como “burros de carga da indústria” devido a sua robustez, construção simples, custo reduzido, vida útil longa, facilidade de manobra e manutenção. Sua operação se dá em locais remotos e em situações severas de trabalho onde a poeira e materiais abrasivos sejam fatores que não devam ser ignorados.

Figura 29 – Rotor bobinado

Anéis coletores

Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas

O rotor do motor de indução, como mencionado anteriormente, gira a uma velocidade (Nr) menor que a do campo magnético girante (NS) e a diferença entre estas velocidades é denominada velocidade de escorregamento (ou rotação de escorregamento), normalmente expressa em % da velocidade síncrona.

Podem ser monofásicos, bifásicos, trifásicos, etc. Os monofásicos são destinados para pequenas potências, geralmente frações de cv (ou hp), sendo amplamente aplicados em aparelhos domésticos. Os motores polifásicos encontram grande aplicação em indústrias.

Os motores polifásicos de indução rotor gaiola de esquilo não necessitam de nenhum método auxiliar de partida, mesmo com carga, e seu funcionamento baseia-se nas propriedades dos campos magnéticos rotativos. Não possui comutador, nem anéis coletores, nem quaisquer contatos móveis entre rotor e estator.

O motor de indução monofásico rotor gaiola de esquilo não tem torque de partida, necessitando para isto de dispositivos auxiliares de partida e sua classificação depende de qual dispositivo está sendo usado para este fim, assim: motores à capacitor são aqueles cuja partida ocorre com auxilio de capacitores para provocar o defasamento e criar um campo girante; motores de fase dividida que tem construção consistindo de dois enrolamentos em paralelo deslocados de 90o elétricos no espaço e cujas as correntes se defasam no tempo de algo menos que 90o (motor com partida a resistência); motor de fase dividida com partida a capacitor; motor de fase dividida com partida a capacitor permanente; motor a duplo capacitor; motor de pólo ranhurado; motor com partida a relutância; motor com partida a repulsão e etc.

O fato de o motor de indução monofásico não possuir torque de partida ocorre porque em uma alimentação monofásica não temos campo girante, como em uma alimentação polifásica, e sim campo pulsante.

A armadura do motor de indução pode encontrar-se no estator ou no rotor e o campo idem. O rotor não possui peças polares.

Uma das principais características dos motores assíncronos é que são máquinas que possuem excitação única, mesmo possuindo um enrolamento de campo e outro de armadura.

Além da denominação de motor de indução rotor gaiola de esquilo, alguns autores ainda o chamam de transformador rotativo, devido ao fato de o rotor se comportar como o secundário de um transformador e o estator como primário.

Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas

5 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO

O dispositivo apresentado na figura 30 consiste de um imã suspenso por um fio. Sob o imã um disco de cobre ou alumínio está apoiado sob um mancal que está por sua vez apoiado em uma placa de ferro. Neste dispositivo o campo do imã permanente completa-se através do conjunto disco-placa de ferro. À medida que o imã gira o disco o acompanha. Este fato se deve às correntes parasitas (conforme figura 30b) que aparecerão no disco devido a seu movimento relativo em relação ao campo magnético. A Lei de Lenz explica o sentido contrário da tensão induzida (e conseqüentes correntes parasitas) que irá produzir o campo que tenderá a se opor a força, ou seja, ao movimento que produziu a tensão induzida. Estas correntes parasitas tenderão a criar sob o pólo N do imã um pólo S no disco e sob o pólo S do imã um pólo N no disco. Enquanto durar o movimento, que produz as correntes parasitas, estes pólos serão criados no disco. O disco desta maneira irá girar no mesmo sentido do imã pela atração existente entre estes pares de pólos que tenderão a alinhar-se.

Figura 30 - Princípio de Funcionamento do Motor de Indução

Professora: Margareth N. Silva Disciplina: Máquinas Elétricas

Um fato extremamente importante é que o disco irá girar a uma velocidade menor que a do imã, pois caso contrário não existiria movimento relativo entre o imã e o disco e como conseqüência não existiriam as correntes parasitas nem os pólos, nem o movimento do disco e nem o torque. Desta forma, o disco deve escorregar em velocidade para que se produza torque.

A diferença de velocidade que existe entre a velocidade síncrona do campo magnético girante e a velocidade um pouco menor na qual gira o disco é chamada de escorregamento (s), e é normalmente expressa em porcentagem.

xNN síncronavelocidade rotordovelocidadesíncronavelocidade síncronavelocidade entoescorregamdevelocidades 100−=− ==

P fsNN Sr −

s = Escorregamento

NS = Velocidade síncrona do campo girante (rpm) Nr = Velocidade do rotor (rpm)

Exemplo: Um motor de indução trifásico tem no estator 3 ranhuras por pólo e por fase. Sendo 60Hz a freqüência da rede, pede-se: a) o número de pólos produzidos e o número total de ranhuras do estator. b) a velocidade do campo magnético girante. c) a velocidade do rotor para um escorregamento de 3 %.

Solução: a) P = 2 x n° de ranhuras por pólo = 6 pólos

Total de ranhuras = (3 ranhuras por pólo e por fase) x (6 pólos) x (3 fases) = 54 ranhuras

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