Aula 5.1 Acionamento e Controle dos Motores de Indução...

Conversão de Energia II

Aula 5.1

Acionamento e Controle dos Motores de Indução Trifásico

Prof. João Américo Vilela

Departamento de Engenharia Elétrica

Conversão de Energia II

Partida de motores de indução

Porque em muitos casos é necessário utilizar um método para partir ummotor elétrico?

Corrente de partida múltiplos

da corrente nominal

- Redução do estresses na redeelétrica;- Aceleração controlada exigênciado processo produtivo;

- Redução da corrente de partida

Conversão de Energia II

MÉTODOS DE PARTIDA:

DIRETA

ESTRELA - TRIÂNGULO

SÉRIE - PARALELA

CHAVE COMPENSADORA

ELETRÔNICA

POR RESISTOR

POR REATOR PRIMÁRIO

2

3

4

5

6

7

1

Partida de motores de indução

PARTIDA FREQUÊNCIA VARIÁVEL8

Conversão de Energia II

PARTIDA DIRETA

� IDEAL (Sempre que possível);

Nos casos em que a corrente de partida é elevada, podem ocorrer:

� Elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede;

� Imposição das concessionárias de energia elétrica, devido as implicações de

variação na tensão da rede;

� Sistema de proteção dos motores (cabos, contatores) mais caro

(superdimencionado);

Partida de motores de indução

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PARTIDA DIRETACorrente no motor

Ipartida direta

9xIn

Rotação

Inominal

nN nS

Partida de motores de indução

Conversão de Energia II

PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO

Redução da tensão de alimentação do motor durante o transitório de partida.

Partida de motores de indução

( )( ) ( )

+++

⋅⋅⋅=

2

2.1

2

2.1

2

2

.11

XXsRR

sRVq

wT

eqeq

eq

s

mec

( ) ( )2

2.1

2

2.1

.1

2

XXsRR

VI

eqeq

eq

+++=

Conversão de Energia II

PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO

Utilizada em aplicações cujas cargas tem conjugados baixos ou partidas a vazio

� O motor deve possuir 6 terminais;

� A corrente reduz de √3 e o conjugado de partida ficam reduzidos a 33%;

� Dupla tensão, sendo a segunda tensão √3 vezes a primeira.

Ex.:(220/380Volts)

Torque no motor

Tpartida direta

RotaçãonN nS

Tnominal

TTriangulo

TEstrela

Corrente no motor

Ipartida direta

9xIn

Rotação

Inominal

nN nS

IEstrela

ITriangulo

Partida de motores de indução

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PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO$

Corrente no motor

Ipartida direta

9xIn

Rotação

Inominal

nN nS

IEstrela

ITriangulo

Partida de motores de indução

Conversão de Energia II

Ligação chave estrela-triângulo

Configuração estrela

Configuração triângulo

PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO

Partida de motores de indução

Conversão de Energia II

Ligação chave estrela-triângulo

PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO

Partida de motores de indução

Partida de motores de indução

Restrições utilização de uma partida estrela triângulo:- Alto conjuga da carga em baixa rotação;- Controle da taxa de aceleração do motor;

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PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA

� Partida de motores sob carga;

� Reduz a corrente de partida, evitando sobrecarga no circuito;

� A tensão na chave compensadora é reduzida através de auto-transformador;

� Tap´s do auto-transformador: 50, 65 e 80% da tensão.

Partida de motores de indução

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PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA

Torque no motor

Tpartida direta

nN nS

Tensão no motor

RotaçãonN nS

Tensão

nominal

Partida de motores de indução

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PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER

�Controle apenas da tensão

( 25 a 90% da tensão nominal );

� Tempo de aceleração regulável

Partida de motores de indução

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PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER

Partida de motores de indução

Conversão de Energia II

PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER

Partida de motores de indução

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UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

Partida de motores de indução

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UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

Partida de motores de indução

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UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

Partida de motores de indução

picofswmea NkfE φ⋅⋅⋅⋅= 44,4

picopico

K

fswat kNk

f

E

f

Vφφ ⋅=⋅⋅⋅=≅

�������

44,4

Relação de fluxo constante no motor.(Fluxo constante torque constante no motor).

Relação de fluxo constante no motor é

obtida variando simultaneamente a

tensão de alimentação e a frequência,

de forma que, a relação entre tensão e

frequencia permanece constante.

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UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

Variando a tensão e a frequênciade alimentação do motor e possívelobter um alto conjugado numaampla faixa de frequência.

Partida de motores de indução

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UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

Partida de motores de indução

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Motor de indução com rotor bobinado

Partida de motores de indução

Rotor em gaiola Rotor bobinado

( )( ) ( )

+++

⋅⋅⋅=

2

2.1

2

2.1

2

2

.11

XXsRR

sRVq

wT

eqeq

eq

s

mec

Torque do motor em função do escorregamento

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Motor de indução com rotor bobinado

Partida de motores de indução

Motor de indução bobinado

( )( ) ( )

+++

⋅⋅⋅=

2

2.1

2

2.1

2

2

.11

XXsRR

sRVq

wT

eqeq

eq

s

mec

Torque do motor em função do escorregamento

Corrente no motor em função do escorregamento

( ) ( )2

2.1

2

2.1

.1

2

XXsRR

VI

eqeq

eq

+++=

Conversão de Energia II

Curva de conjugado para diferentes valores de resistência de rotor.

Partida de motores de indução

Conversão de Energia II

Controle da velocidade no motor de indução em gaiola representa elevadoscustos. Por isso, o motor de indução de rotor bobina é uma opção viável,mesmo sendo sua construção mais cara e apresentando robustez inferior,devido os anéis e o enrolamento no rotor.

Controle da velocidade

Conversão de Energia II

Controle da velocidade no motor de indução em gaiola representa elevadoscustos. Por isso, o motor de indução de rotor bobina é uma opção viável,mesmo sendo sua construção mais cara e apresentando robustez inferior,devido os anéis e o enrolamento no rotor.

Controle da velocidade

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Partida de motores de indução