Motores de inducao

Clube da eletrônica Eletricidade
Motores de indução trifásicos – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 27Fev2006 1
Motores de indução e ligações
Os motores elétricos são máquinas elétricas bastante simples cuja finalidade é converter a energia
elétrica em energia mecânica, e com isso obter movimento.
As máquinas elétricas podem ser classificadas como:
Máquina de corrente continua – (Motores DC);
Máquina síncrona – (geradores); e
Máquina assíncrona – (motores de indução).
A esse capítulo daremos uma atenção especial ao motor de indução trifásico de corrente alternada, que é
o mais comum na industria, e as razões são varias, entre elas:
Vantagens
A energia é em sua grande maioria é produzida e distribuída em corrente alternada (AC);
São mais simples e mais “baratos” que os motores de corrente continua;
Não necessita que qualquer entreposto entre ele e a fonte de energia;
Não há ligação elétrica ao rotor, não existindo, portanto, anéis e escovas como nos motores de
corrente contínua; e
A velocidade é determinada pela freqüência da fonte de energia, o que propicia excelentes condições
para seu funcionamento a velocidades constantes.
Porém, o motor de indução trifásico de corrente alternada não é feito somente de vantagens, mas
também de desvantagens, entre elas:
A eletrônica para controle de velocidade tem custo elevado;
Instabilidade em operar com velocidades baixas; e
A eletrônica para controle de posicionamento tem custo elevado.
Características construtivas
São constituídos basicamente de duas partes:
Estator ⇒ é a parte fixa, que consiste de
enrolamentos alojados nas ranhuras existentes na
periferia interna de um núcleo de ferro laminado
(carcaça). Os enrolamentos do estator são
alimentados com tensão trifásica, que produz um
campo magnético que gira com velocidade síncrona.
Rotor ⇒ é uma parte móvel do motor, ligada ao
eixo de transmissão de movimento. Nesta parte do
motor normalmente existem bobinas, percorridas
por correntes elétricas que geram campos
magnéticos. Em função da polaridade, os campos
magnéticos submetem o rotor a forças de atração
e repulsão, produzindo o movimento giratório do
rotor.

O rotor, que é construído em dois tipos:
Rotor em curto-circuito ou bobinado.
O rotor bobinado consta de um núcleo em
tambor, provido de ranhuras onde são alojados
enrolamentos semelhantes ao do estator, e
produzindo o mesmo número de pólos.
No motor trifásico estes enrolamentos são
geralmente ligados em estrela, e as três
extremidades livres dos enrolamentos são
ligadas a três anéis coletores montados no
eixo, permitindo a inserção de resistor variável
em série em cada fase.
Gaiola de esquilo ou simplesmente gaiola.
O rotor tipo gaiola de esquilo consta de um núcleo em
tambor, providos de ranhuras, nas quais são alojados
fios ou barras de cobre curto-circuitados nos extremos
por anéis.
Os núcleos magnéticos de ambos os tipos de rotores são
de ferro laminado.
O motor em corte transversal

O conjugado do motor
A característica fundamental de qualquer motor de indução é a sua curva de conjugado versus rotação.
A curva mostra que à medida que o escorregamento aumenta de zero até cerca de 10 % o torque aumenta
linearmente com o escorregamento. À medida que a carga e o escorregamento aumentam além do torque
especificado, o torque atinge um valor máximo de cerca de 25% de escorregamento. Esse valor máximo do
torque é chamado de torque de ruptura. Se a carga aumentar ainda mais, além do ponto de ruptura, o
motor irá parar rapidamente.
Nota : Os valores de Cmáx, Cmín e Cp são especificados pela norma NBR 7094.
Conjugado Máximo (Cmáx): É o conjugado máximo que o motor irá desenvolver com tensão e freqüência
nominal sem queda abrupta na rotação.
Conjugado de Partida ou com Rotor Bloqueado (CP): É o conjugado mínimo que o motor irá desenvolver
em repouso com tensão e freqüência nominal aplicada.
Conjugado Mínimo (Cmín): O conjugado mínimo que o motor irá desenvolver durante o período de
aceleração do repouso até a rotação em que o conjugado máximo ocorre. Para motores que não possuem
um conjugado máximo definido o conjugado mínimo é o menor conjugado desenvolvido até a rotação
nominal.
Conjugado Nominal (CN): É o conjugado necessário para produzir a potência nominal à rotação nominal.
O prototo newton.metro (N.m) é igual a potência em CV vezes 7022 dividido pela rotação nominal em rpm.
Categoria de conjugado
Conforme as suas características de conjugado em relação à velocidade e corrente de partida, os motores
são classificados em categorias, cada uma adequada a um tipo de carga. Estas categorias são definidas
em norma, e são as seguintes:
N Conjugado normal, corrente de partida normal e baixo escorregamento;
H Conjugado alto, corrente de partida normal e baixo escorregamento;
D Conjugados altos (Cp ³ 275% Cn), Corrente de partida normal e alto escorregamento ( 5 a 8% e 8 a 13% ).

NY
São motores com características parecidas com os motores de categoria normal (designados
como N), mas previstos para partida estrela-triângulo. Na ligação em estrela o torque de partida
e é de 25% do valor indicado para os motores de categoria N.
HY
São motores com características parecidas com os motores de categoria H, mas previstos para
partida estrela-triângulo. Na ligação em estrela o torque de partida e é de 25% do valor indicado
para os motores de categoria H.
Veja a curva do conjugado para cada uma das categorias apresentadas.
Identificação dos motores
Os motores elétricos possuem uma placa
identificadora, colocada pelo fabricante, na
qual pelas normas, deve ser fixada em
local bem visível.
Para instalar adequadamente um motor, é
imprescindível que o instalador saiba
interpretar os dados de placa. Estes dados
são:
Dados do fabricante e modelo;
Potência (CV, HP e kW);
Freqüência nominal (Hz);
Velocidade nominal (RPM);
Fator de serviço (FS)
Classe de isolamento (ISOL)
Corrente de Partida/Nominal (IP/IN)
Grau de proteção (IP)
Tensões/correntes nominais e
ligações;
Categoria CAT (visto acima)
Regime de operação (REG)
Placa identificadora

Potência do motor kW (cv)
A potência de um motor trifásico deve ser especificada em CV ou HP, na placa identificadora. A potência
em watts pode se calculada pela seguinte equação:
Freqüência nominal (Hz) e Velocidade nominal (RPM)
Velocidade síncrona (ns): A freqüência da rede de energia no Brasil é padronizada em 60Hz, alterações na
freqüência alteram a velocidade do campo girante (velocidade síncrona) no estator é dada pela seguinte
equação:
Velocidade do rotor (nr): A velocidade do rotor é sempre menor que a velocidade síncrona produzida pelo
estator, ou seja, não há sincronismo entre as duas velocidades. Por isso, estes motores são também
chamados assíncronos.
Escorregamento (slip): É a diferença entre as duas velocidades é chamada escorregamento é tomado
sempre em valores percentuais ou em pu da velocidade síncrona, ou seja:
O fator de serviço – FS
O fator de serviço é um parâmetro que trata a capacidade do motor em suportar sobrecargas continuas.
Essa característica melhora o desempenho do motor em condições desfavoráveis, caso o fator de serviço
for maior que 1,0 deve ser considerado para o cálculo da corrente de linha.

Classe de isolação – ISOL
Define o limite máximo de temperatura que o enrolamento do motor pode suportar continuamente, sem que
haja redução na sua vida útil. As primeiras classes de isolamento e suas respectivas temperaturas – limites
são:
A ( 105 ºC ) ⇒ pouco utilizado na industria.
E ( 120 ºC ) ⇒ pouco utilizado na industria.
B ( 130 ºC ) ⇒ mais usado na industria em motores IP23.
F ( 155 ºC ) ⇒ mais usado na industria em motores IP54 e 55.
H ( 180 ºC ) ⇒ mais usado na industria em motores IP54, 55, 64 e locais com pouca troca de calor.
Razão entre a corrente de pico e nominal - IP/IN
Ao “partir” um motor a corrente de pico (IP) pode chegar até 6 vezes o valor da corrente nominal (IN). Isso
ocorre porque é necessário retirar o rotor de seu estado estático, após isso a corrente é estabilizada.
Exemplo:
IP/IN = 9,0 significa que no momento da partida a corrente pode atingir nove vezes o valor da corrente
nominal.
Grau de proteção - IP
O grau de proteção é um código padronizado, formado pelas letras IP seguidas de um número de dois
algarismos, que define o tipo de proteção do motor contra a entrada de água ou de objetos estranhos,
conforme mostrado no quadro abaixo.
Motor 1° Numeral 2° Numeral
Classe de proteção
Proteção contra
contato
Proteção contra
corpos sólidos
Proteção contra água
IP11 Pingos de água nas verticas
IP12
Pingos de água até uma inclinação
de 15° com a vertical
IP13
Toque acidental
com a mão
Corpos sólidos de
dimensões
de 50 mm
Água de chuva de inclinação de 60°
com a vertical
IP21 Pingos de água nas verticas
IP22
Pingos de água até uma inclinação
Aberto
IP23
Toque com
os dedos
Corpos sólidos de
dimensões acima de
12 mm
Água de chuva até uma inclinação
IP44
Toque com as
ferramentas
Corpos sólidos de
dimensão acima
1mm
Respingos de todas as direções
Totalmente
fechado
IP54
Proteção completa
contra toques
Protegido contra
acúmulo de poeira
nociva ao motor
Jatos de água de todas as direções

Tensões e correntes nominais
A maioria dos motores é fornecida com terminais do enrolamento religáveis, de modo que podem funcionar
em rede de pelo menos duas tensões / correntes diferentes.
Os principais tipos de religação de terminais de motores para funcionamento em mais de uma tensão são:
a) Ligação estrela – triângulo
A conexão estrela permite ligar um motor com tensão nominal V em uma rede V. √3, exemplo, um motor
127 V pode ser ligado a uma rede 220V e motor 220 V pode ser ligado a uma rede 380V e assim por
diante. Esse tipo de ligação exige no mínimo seis terminais e serve para quaisquer tensões nominais
duplas, desde que a segunda seja igual a primeira multiplicada por √3. A conexão triângulo permite que
100% da tensão da rede seja entregue a cada fase.
Ligação estrela
Conexão estrela Placa de ligação
Ligação triângulo
Conexão triângulo Placa de ligação
b) Ligação série – paralelo
O enrolamento de cada fase é dividido em duas partes. Ligando as duas metades em série o motor, cada
metade ficará com metade da tensão de fase nominal do motor.Ligando as duas metades em paralelo, o
motor poderá ser alimentado com uma tensão igual a metade da tensão anterior, sem que se altera a
tensão aplicada a cada bobina.

Ligação estrela série – paralelo
Ligação triângulo série – paralelo
c) Tripla tensão nominal (motor de quatro tensões)
Combinando os casos anteriores: o enrolamento de cada fase é dividido em duas metades para a ligação
série - paralelo. Além disso, todos os terminais são acessíveis, para podermos ligar as três fases em estrela
ou triângulo. Deste modo temos quatro combinações possíveis.
Vejamos um exemplo: 220V/380V/440V e 760V.
Ligação: Triângulo – paralelo Ligação: Estrela – paralelo
Recebe a tensão V (220V) Recebe a V. √3 (380V)

Ligação: triângulo – série Ligação: estrela – série
Recebe o dobro da primeira tensão (440V) Recebe a tensão √3 vezes a terceira (760V)
Regime - REG
O regime é o grau de regularidade da carga a que o motor é submetido. Os motores normais são
projetados para regime contínuo (S1), isto é, um funcionamento com carga constante, por tempo indefinido,
desenvolvendo potência nominal. São previstos, por norma, vários tipos de regimes de funcionamento.
Rendimento – REND
É a relação entre a potência de saída (realmente aproveitada) e a potência de entrada, que pode ser
calculado pela seguinte expressão.
Fator de potência (cosϕ)
O fator de potência (cosϕ), indica a relação entre a potência ativa e a potência aparente. Matematicamente
podemos escrever:
Referências bibliográficas:
http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/ET515.html
http://www.geindustrial.com.br/download/artigos/nt01.pdf
http://www.weg.com.br
http://www.tecowestinghouse.com
Não somos responsáveis apenas pelo que fazemos, mas também pelo que deixamos de fazer.
(Molière, dramaturgo francês)
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