(Parte 3 de 4)

Nota-se através das duas últimas equações que a velocidade dos motores síncronos e assíncronos pode ser controlada através do ajuste do valor da freqüência da corrente nas bobinas do estator. Este tipo de acionamento é realizado através de um conversor estático de freqüência.

Ao contrário dos motores síncronos e de corrente contínua; o motor assíncrono ou de indução é largamente utilizado nas indústrias pela sua simplicidade construtiva, pouca manutenção e baixo custo.

Os motores de indução podem ser monofásicos ou trifásicos:

É um motor elétrico de pequena ou média potência, geralmente menores que 5 CV. Para a produção do conjugado de partida o motor de indução monofásico necessita de um segundo enrolamento de partida auxiliar ( Ea ) defasado de 90º construtivamente do enrolamento de trabalho ( Et ), conforme mostra a figura 8.8.

Figura Capítulo 8 .8 - Motor de Indução Monofásico

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O resultado da ação das correntes nos enrolamentos de trabalho e auxiliar é um campo magnético girante no estator, que faz o motor partir. Após a partida enrolamento auxiliar é desligado através de uma chave centrífuga que opera a cerca de 75% da velocidade síncrona. O conjugado de partida, neste caso, é moderado.

Para aumentar o conjugado de partida é usado um capacitor, ligado em série com o enrolamento auxiliar e a chave centrífuga. Esta técnica é utilizada para cargas de partida difícil, tais como: compressores, bombas, equipamentos de refrigeração, etc.

O motor de indução monofásico comumente usados no Brasil apresenta seis terminais acessíveis, sendo quatro para os dois enrolamentos de trabalho Et (1,2,3 e 4), bobinas projetadas para tensão de 127 V, e dois para o circuito auxiliar de partida ( 5 e 6 ), também projetado para a tensão de 127 V. A figura 8.9 mostra o esquema de ligação do motor de indução monofásico para as tensões de alimentação de 127 e 220 V fase-neutro.

Figura Capítulo 8 .9 - Esquemas de Ligação do Motor de Indução Monofásico

Em alguns motores de baixa potência, o circuito auxiliar de partida é substituído por espiras curto-circuitadas, chamadas de bobinas de arraste. Neste caso, a máquina apresenta dois ou quatro terminais para as bobinas de trabalho.

Para a inversão do sentido de rotação no motor de indução monofásico basta inverter as conexões do circuito auxiliar, ou seja, trocar o terminal 5 pelo 6. No motor com bobina de arraste não é possível inverter o sentido de rotação.

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É um motor elétrico de pequena, média ou grande potência que não necessita de circuito auxiliar de partida, ou seja, é mais simples, menor, e mais leve que o motor de indução monofásico de mesma potência, por isso apresenta um custo menor. A figura abaixo mostra o princípio de funcionamento do campo girante.

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_ Figura Capítulo 8 .10 - Princípio de Funcionamento Elétrico

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O motor de indução trifásico comumente usado no Brasil apresenta seis terminais acessíveis, dois para cada enrolamento de trabalho Et e, a tensão de alimentação destas bobinas é projetada para 220V. Para o sistema de alimentação 220/127V-60Hz este motor deve ser ligado em delta e para o sistema 380/220V-60Hz o motor deve ser ligado em estrela conforme mostra a figura 8.10.

Figura Capítulo 8 .1 - Esquemas de Ligação do Motor de Indução Trifásico

Para a inversão no sentido de rotação nos motores de indução trifásicos basta inverter duas das conexões do motor com as fontes de alimentação.

A potência elétrica PE absorvida da rede para o funcionamento do motor é maior que a potência mecânica PM fornecida no eixo especificado pelo fabricante, pois existe um determinado rendimento h do motor a ser considerado, isto é:

× × ×PP P V i FPME M

A potência mecânica no eixo PM do motor ( em W ) está relacionada com o momento de torção M ou conjugado ( em N××m ) e com a velocidade do rotor n ( em rpm ) através da seguinte operação.

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A figura 8.1 nos mostra as curvas do torque do motor, torque da carga e da corrente absorvida pelo mesmo ambas em função da velocidade do rotor.

Figura Capítulo 8 .12 - Torque e Corrente de um Motor de Indução Trifásico

Sem acionar nenhuma carga no eixo, a vazio, o motor fornece uma pequena potência mecânica somente para vencer o atrito por ventilação e nos mancais. O torque do motor neste caso é próximo de zero, a corrente io também é mínima e a velocidade do rotor é máxima no mas inferior a velocidade síncrona nS.

O motor ao acionar uma carga nominal em seu eixo a corrente aumenta para o valor nominal iN e a velocidade diminui até o valor nominal nN onde temos a igualdade de torque, isto é, torque do motor é igual ao torque de carga.

Podemos aumentar a carga no eixo do motor ( torque de carga ) além da carga nominal, procedimento que compromete a vida útil da máquina, até o ponto onde o torque do motor é máximo M e, a velocidade do motor irá diminuir para nK e a corrente irá aumentar para iK.

Observe que na partida, velocidade igual a zero, o motor de indução absorve uma corrente muito elevada iP da ordem de até dez vezes a corrente iN e seu torque de partida é baixo MP dificultando com isso o acionamento de cargas que necessitam de um alto torque para partirem, como por exemplo: esteiras transportadoras carregadas.

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8.3 - Motores Elétricos Especiais

Os motores especiais são máquinas construídas para serem aplicadas no controle preciso de posição e velocidades de processos. São motores mais rápidos que os convencionais, seus enrolamentos são dimensionados para suportarem momentâneas correntes elevadas. Já o rotor de uma máquina especial é projetado com uma baixa inércia, isto é: pequeno diâmetro e grande comprimento.

· Servomotores De forma geral, os servomotores são classificados em:

Servomotor C: o estator é formado por ímãs permanentes e pelas escovas e o rotor é constituído pelas bobinas da armadura e pelo comutador. O controle da velocidade ou posição se dá através da regulação da corrente das bobinas da armadura.

Servomotor CA: O estator é formado pelas bobinas de campo sendo alimentada por uma fonte trifásica e o rotor é constituído por ímãs permanentes. O controle da velocidade ou posição se dá através da regulação da freqüência das correntes nas bobinas de campo.

O motor de passo é empregado em máquinas que necessitam de um controle preciso de posição, tais como: robôs, impressoras, plotters, equipamentos de coordenadas, etc..

O motor de passo é constituído por um rotor magnético ( ímã permanente ou imantado ) e um estator formado por conjuntos de bobinas denominadas fases. Os motores de passo mais comuns possuem quatro fases e seis terminais acessíveis. A figura 8.12 ( a ) apresenta este tipo de motor juntamente com o circuito simplificado de acionamento.

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( a ) Circuito Simplificado de Acionamento

1 =Chave fechadaàSentido horário de rotação

0 =Chave AbertaççSentido anti-horário de rotação ( b ) Seqüência de Comando

Figura Capítulo 8 .13 - Motor de Passo

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