Parte 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS

FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

Disciplina: MÁQUINAS E TRANSFORMADORES ELÉTRICOS

Potência (cv, hp ou kW)

Fator de serviço (FS)

Tensão de alimentação

Corrente em regime (nominal)

Corrente de partida

Número de fases

Velocidade (rpm)

Índice de proteção (IP)

Categoria

Isolamento (temperatura)

Regime de serviço

PLACA DE INDENTIFICAÇÃO

Conexões à rede

elétrica

Na entrada dos motores é fornecida potência elétrica (Pe) e em sua saída obtém-se

potência mecânica (PS)

Potência de entrada

(elétrica)

Potência de saída

(mecânica)

Pe (W)Rede elétrica

trifásica

Carga acionada

Perdas

Ps (cv)

 cosIV3P LLe

e

S

P

P

POTÊNCIA EM MOTORES TRIFÁSICOS

A diferença entre as potências de entrada e saída representa as perdas do motor

(elétricas, magnéticas, mecânicas, etc.)

O rendimento do motor (η) indica a quantidade de potência elétrica que é

transformada em mecânica

POTÊNCIA NOMINAL

Potência Nominal:

1000

cosIV3P

736

cosIV3P

nLn

nLn

VL tensão de linha da rede

In = corrente nominal (linha)

η = rendimento a plena carga

cos φ = fator de potência a

plena carga

É a máxima potência real que o motor pode fornecer continuamente no eixo

(potência mecânica) quando alimentado com tensão e freqüência nominais

cv

kW

Lembrando: 1 cv = 0,736 kW

1 hp = 0,746 kW

Catálogo

Em muitas aplicações, o motor pode não estar funcionando com potência nominal.

Percentual de plena carga: relação entre a potência

utilizada pelo motor (Pu) e sua potência nominal (Pn)  (%)100

P

P

n

u

κ = 100% → motor opera a plena carga

κ = 0% → motor opera a vazio (sem carga)

É o fator que aplicado à potência nominal, indica a carga permissível que pode ser

aplicada continuamente ao motor, sob condições especificadas.

FATOR DE SERVIÇO

Por norma, um motor trabalhando no fator de serviço, terá o limite de temperatura

da classe do isolante acrescido de até 10ºC.

Tipicamente, o valor do FS está no intervalo 1,35 – 1,00. De um modo geral,

motores de menor potência têm maior FS

Faixa de potência (cv) FS

1/6 – 1/3 1,35

1/2 – 1 1,25

1,5 – 40 1,15

50 – 450 1,00

Exemplo: Motores trifásicos WEG de 2 pólos (3.600 rpm)

Catálogo

FREQÜÊNCIA

FREQÜÊNCIA NOMINAL

É a freqüência da rede de alimentação para a qual o motor foi projetado.

Não pode variar mais do que 5% (NBR 7094/96).

O que acontece se um motor enrolado para 50 Hz é ligado a uma rede de 60 Hz?

CaracterísticaVariação da tensão

0% 20%

Potência do motor mesma aumenta 20%

Corrente nominal mesma mesma

Corrente de partida diminui 17% ~ mesma

Conjugado de partida diminui 17% ~ mesmo

Conjugado máximo diminui 17% ~ mesmo

Velocidade nominal aumenta 20% aumenta 20%

VELOCIDADE NOMINAL

É a velocidade que o motor atinge quando operando a plena carga, alimentado

com tensão e freqüência nominais.

Velocidade síncrona:P

f120n s

f = freqüência da rede de alimentação

P = número de pólos do motor

A velocidade do motor sempre é menor do que a velocidade síncrona.

Escorregamento:s

s

n

nns

exprime o quanto a velocidade do

motor (n) está “afastada” da

velocidade síncrona (ns)

na partida: n = 0 → s = 1 (100%)

a vazio: n ≈ ns → s ≈ 0 (0%)

Catálogo

É possível alterar a velocidade de um motor de indução:

alterando o número de pólos → motores de 2 velocidades

alterando a freqüência de alimentação → inversores de freqüência

RENDIMENTO (η) E FATOR DE POTÊNCIA (cos φ)

Tanto o rendimento quanto o fator de potência variam de acordo com o percentual

de plena carga (P/Pn) que o motor está utilizando.

O melhor rendimento e o maior fator de potência são obtidos

quando o motor está operando a plena carga.Catálogo

Já que o motor trifásico é uma carga equilibrada, sempre é ligado à tensão de linha,

sem necessidade do neutro, independentemente da ligação dos enrolamentos ser

em estrela (Y) ou triângulo (Δ).

TENSÃO NOMINAL (1)

É a tensão (ou tensões) da rede de alimentação para a qual (as quais) o motor foi

projetado.

IMPORTANTE : Motor trifásico → ligado à tensão de linha da rede

R

S

T

N

Motor

3 ~

TENSÃO NOMINAL (2)

TENSÕES USUAIS: Baixa Tensão: 220, 380, 440, 660 V

Alta Tensão: 2.300, 3.300, 4.160, 6.600, 13.800 V

TENSÃO NOMINAL (3)

MOTOR DE 6 PONTAS

Especificado para tensões relacionadas por

Tensão nos enrolamentos: Vbob = mais baixa da

especificação

3

Exemplo: Motor 220-380 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 380/220V

→ Vbob = 220 V

Ligação Triângulo (Δ) Ligação Estrela (Y)

MOTOR DE 9 PONTAS PRÉ-LIGADO EM Y

Especificado para tensões relacionadas por 2

Tensão nos enrolamentos:

TENSÃO NOMINAL (4)

3

çãoespecifica  da baixa  maisVbob

Exemplo: Motor 220-440 V → Vbob = 127 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 440/254V

MOTOR DE 9 PONTAS PRÉ-LIGADO EM Δ

Especificado para tensões relacionadas por 2

Tensão nos enrolamentos: Vbob = mais baixa da

especificação

TENSÃO NOMINAL (5)

Exemplo: Motor 220-440 V → Vbob = 220 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 440/254V

MOTOR DE 12 PONTAS

Especificado para tensões relacionadas por e 2

Tensão nos enrolamentos: Vbob = mais baixa da

especificação

TENSÃO NOMINAL (6)

3

Exemplo: Motor 220-380-440-760 → Vbob = 220 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 380/220V

Ligação a rede de 440/254V Ligação a rede de 760/440V*

TENSÃO NOMINAL (7)

Exemplo: Motor 220-380-440-760 (cont.) → Vbob = 220 V

3

* Esta rede não é considerada de baixa

tensão. A ligação só será usada para a

partida do motor.

MOTOR DE 12 PONTAS (cont.)

Especificado para tensões relacionadas por e 2

Tensão nos enrolamentos: Vbob = mais baixa da

especificação

É a corrente em regime permanente que o motor solicita à rede quando operando

a plena carga, alimentado com tensão e freqüência nominais.

cosV3

736PI

L

)cv(n

n

CORRENTE NOMINAL

Catálogo

Pn = potência nominal (em cv)

VL = tensão de linha da rede de alimentação

η = rendimento à plena carga

cos φ = fator de potência à plena carga

Os motores modernos indicam diretamente a relação entre a corrente de

partida e a nominal (Ip/In).

Os motores construídos de acordo com a NEMA indicam a corrente de

partida indiretamente, através do Código de Partida (COD)

 P1000

IV3COD

n

pnCOD =

Potência aparente na partida (kVA)

Potência nominal (cv)

CORRENTE DE PARTIDA (1)

É a corrente que o motor solicita à rede no momento de arranque (partida)

cos

736,0)I/I(COD

np

Outra forma de determinar o COD:

Ip = corrente de partida

In = corrente nominal

η = rendimento a plena carga

cos φ = fator de potência a plena carga

Catálogo

COD kVA/cv COD kVA/cv COD kVA/cv

A 0,00 – 3,14 H 6,30 – 7,09 R 14,00 – 15,99

B 3,15 – 3,54 J 7,10 – 7,99 S 16,00 – 17,99

C 3,55 – 3,99 K 8,00 – 8,99 T 18,00 – 19,99

D 4,00 – 4,49 L 9,00 – 9,99 U 20,00 – 22,39

E 4,50 – 4,99 M 10,00 – 11,09 V 22,40 ou mais

F 5,00 – 5,59 N 11,10 – 12,49

G 5,60 – 6,29 P 12,50 – 13,99

Código de Partida para Motores de Indução (NEMA)

CORRENTE DE PARTIDA (2)

A CEEE exige redução da corrente de partida para motores maiores que:

5 cv – rede 220/127 V

7,5 cv – rede 380/220 V

Efeitos de uma corrente de partida elevada

queda de tensão na rede de alimentação

aumento da bitola dos condutores de alimentação

necessidade de transformadores de maior potência

Catálogo

*A partir de 300 cv somente em 380/660 ou 440/760 V

**Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.

MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS WEG – 3600 rpm

P = potência nominal

n = velocidade

nominal

In = corrente nominal

Ip = corrente de

partida

Cn = conjugado

nominal

Cp = conjugado de

partida

Cmax = conjugado

máximo

= rendimento

cos = fator de

potência

FS = fator de serviço

J = momento de

inércia (GD2)

tp = tempo com rotor

bloqueado a quente

Volta

*A partir de 300 cv somente em 380/660 ou 440/760 V

**Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.

MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS WEG – 1800 rpm

Volta

P = potência nominal

n = velocidade

nominal

In = corrente nominal

Ip = corrente de

partida

Cn = conjugado

nominal

Cp = conjugado de

partida

Cmax = conjugado

máximo

= rendimento

cos = fator de

potência

FS = fator de serviço

J = momento de

inércia (GD2)

tp = tempo com rotor

bloqueado a quente

*A partir de 300 cv somente em 380/660 ou 440/760 V

**Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.

MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS WEG – 1200 rpm

Volta

P = potência nominal

n = velocidade

nominal

In = corrente nominal

Ip = corrente de

partida

Cn = conjugado

nominal

Cp = conjugado de

partida

Cmax = conjugado

máximo

= rendimento

cos = fator de

potência

FS = fator de serviço

J = momento de

inércia (GD2)

tp = tempo com rotor

bloqueado a quente

*A partir de 300 cv somente em 380/660 ou 440/760 V

**Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.

MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS WEG – 900 rpm

Volta

P = potência nominal

n = velocidade

nominal

In = corrente nominal

Ip = corrente de

partida

Cn = conjugado

nominal

Cp = conjugado de

partida

Cmax = conjugado

máximo

= rendimento

cos = fator de

potência

FS = fator de serviço

J = momento de

inércia (GD2)

tp = tempo com rotor

bloqueado a quente

TENSÃO NOMINAL (3)

MOTOR DE 6 PONTAS

Especificado para tensões relacionadas por

Tensão nos enrolamentos: Vbob = mais baixa da

especificação

3

Exemplo: Motor 220-380 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 380/220V

→ Vbob = 220 V

R S T R S T

Ligação Triângulo (Δ) Ligação Estrela (Y)

MOTOR DE 9 PONTAS PRÉ-LIGADO EM Y

Especificado para tensões relacionadas por 2

Tensão nos enrolamentos:

TENSÃO NOMINAL (4)

3

çãoespecifica  da baixa  maisVbob

Exemplo: Motor 220-440 V → Vbob = 127 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 440/254V

R S T R S T

MOTOR DE 9 PONTAS PRÉ-LIGADO EM Δ

Especificado para tensões relacionadas por 2

Tensão nos enrolamentos: mais baixa da especificação

TENSÃO NOMINAL (5)

Exemplo: Motor 220-440 V → Vbob = 220 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 440/254V

T S R T S R

MOTOR DE 12 PONTAS

Especificado para tensões relacionadas por e 2

Tensão nos enrolamentos: mais baixa da especificação

TENSÃO NOMINAL (6)

3

Exemplo: Motor 220-380-440-760 → Vbob = 220 V

Ligação a rede de 220/127V Ligação a rede de 380/220V

T S RT S R

Ligação a rede de 440/254V Ligação a rede de 760/440V*

MOTOR DE 12 PONTAS

Especificado para tensões relacionadas por e 2

Tensão nos enrolamentos: mais baixa da especificação

TENSÃO NOMINAL (7)

Exemplo: Motor 220-380-440-760 (cont.) → Vbob = 220 V

3

T S R T S R

* Esta rede não é considerada de baixa

tensão. A ligação só será usada para a

partida do motor.