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MOTORES ELÉTRICOS MOTOR ELÉTRICO É A MÁQUINA DESTINADA A TRANSFORMAR ENERGIA ELÉTRICA EM ENERGIA MECÂNICA. É O MAIS USADO DE TODOS OS TIPOS DE MOTORES, POIS COMBINA AS VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA - BAIXO CUSTO E COMANDO SIMPLES- COM SUA CONSTRUÇÃO SIMPLES, GRANDE VERSATILIDADE DE ADAPTAÇÃO ÀS CARGAS DOS MAIS DIVERSOS TIPOS E MELHORES RENDIMENTOS. A FIGURA ABAIXO APRESENTA UM QUADRO RESUMO DOS TIPOS MAIS USADOS DE MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA E DE CORRENTE CONTÍNUA. PROF. LUIZ CARLOS 1

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MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR ELÉTRICO É A MÁQUINA DESTINADA A

TRANSFORMAR ENERGIA ELÉTRICA EM ENERGIA MECÂNICA.

É O MAIS USADO DE TODOS OS TIPOS DE MOTORES, POIS

COMBINA AS VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DE ENERGIA

ELÉTRICA - BAIXO CUSTO E COMANDO SIMPLES- COM SUA

CONSTRUÇÃO SIMPLES, GRANDE VERSATILIDADE DE

ADAPTAÇÃO ÀS CARGAS DOS MAIS DIVERSOS TIPOS E

MELHORES RENDIMENTOS.

A FIGURA ABAIXO APRESENTA UM QUADRO RESUMO

DOS TIPOS MAIS USADOS DE MOTORES DE CORRENTE

ALTERNADA E DE CORRENTE CONTÍNUA.

P R O F . L U I Z C A R L O S 1

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FASE DIVIDIDA

CAPACITOR DE

PARTIDA

PÓLOS

SOMBREADOS

CAPACITOR

PERMANENTE

CAPACITOR DE

DOIS VALORES

GAIOLA DE

ESQUILO

REPULSÃOROTOR

BOBINADO

HISTERESE

RELUTÂNCIA

MOTORCA

EXCITAÇÃO

COMPOSTA

EXCITAÇÃO

INDEPENDENTE

DE ANÉIS

DE GAIOLA

PÓLOS

SALIENTES

ÍMÃ

PERMANENTE

PÓLOS LISOS

ASSÍNCRONO

SÍNCRONO

ASSÍNCRONO

SÍNCRONO

MONOFÁSICO

TRIFÁSICO

UNIVERSAL

EXCITAÇÃO SÉRIE

MOTORCC

ÍMÃ PERMANENTE

P R O F . L U I Z C A R L O S 2

Page 3: m Aquinas Eletric As

a) Motores de Corrente Contínua

São motores de custo mais elevado e precisam de uma fonte de

corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente

alternada em corrente contínua. Podem funcionar com velocidade

ajustável e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão.

b) Motores de Corrente Alternada

São os mais utilizados porque a distribuição de energia elétrica

é feita normalmente em corrente alternada. Os principais tipos são:

-Motor Síncrono: Funciona com velocidade fixa, utilizado somente

para grandes potências ou quando se necessita de velocidade

invariável.

-Motor Assíncrono (de indução): Funciona normalmente com uma

velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica

aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo

custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase

todos os tipos de máquinas acionadas, encontradas na prática. P R O F . L U I Z C A R L O S 3

Page 4: m Aquinas Eletric As

O motor CC serve ao ajuste de velocidade muito mais facilmente

que o motor CA, de maneira que o desenvolvimento inicial de sistemas de

controle de velocidade utilizando dispositivos semicondutores concentrou-se

nas máquinas CC.

Há muitas desvantagens associadas ao uso de motores CC, como por

exemplo:

1) para a mesma potência, os motores CC são maiores e mais caros.

2) a exceção dos motores pequenos, há necessidade de se tomarem algumas

precauções na partida de motores CC para evitar que a corrente aumente

excessivamente.

3) os motores CC requerem maior manutenção, devido ao desgaste das

escovas.

4) a existência de faiscamento nas escovas impede o uso de motores CC em

aplicações onde a presença de gases combustíveis requer o uso de motores à

prova de explosão. P R O F . L U I Z C A R L O S 4

Page 5: m Aquinas Eletric As

Entre as vantagens podemos citar:

1) o elevado conjugado de partida, ideal para fins de tração elétrica.

2) o controle preciso e contínuo da velocidade, para uma ampla faixa de

variação.

3) maior simplicidade e menor custo dos sistemas de controle dos motores

CC.

Apesar de aparentemente as desvantagens suplantarem as

vantagens, o uso de motores CC será sempre uma alternativa

preferível quando houver necessidade de acionamento em velocidade

variável, com grande precisão de controle, por uma faixa ampla.

O aprimoramento e barateamento das técnicas de controle faz

com que a utilização de motores CA (motores de indução) seja cada

vez mais atrativa.

P R O F . L U I Z C A R L O S 5

Page 6: m Aquinas Eletric As

Entre as vantagens de um acionamento CA podemos citar:

1) a grande variedade dos motores padrões disponíveis.

2) a baixa inércia dos motores de indução, o que permite uma

resposta dinâmica melhor.

3) a faixa de velocidades permitidas.

4) a regulação de velocidade é boa.

5) mesmo o controle a malha aberta proporciona excelente

regulação de velocidade.

6) a facilidade de sincronizar o acionamento de múltiplos

motores etc.

P R O F . L U I Z C A R L O S 6

Page 7: m Aquinas Eletric As

MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA

OS MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA SÃO OS MAIS

UTILIZADOS. ELES SÃO DIVIDIDOS EM MOTORES MONOFÁSICOS E

TRIFÁSICOS, SÍNCRONOS OU ASSÍNCRONOS (DE INDUÇÃO).

1- MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS

OS MOTORES ASSÍNCRONOS OU DE INDUÇÃO SÃO OS

MOTORES DE MAIS EXTENSO USO DENTRE OS MOTORES DE

CORRENTE ALTERNADA, DEVIDO A SUA ROBUSTEZ, SIMPLICIDADE,

FACILIDADE DE MANUTENÇÃO E CUSTO.

DOIS TIPOS DE MOTORES DE INDUÇÃO SE DESTACAM:

OS COM ROTOR TIPO GAIOLA OU DE CURTO-CIRCUITO,

OS COM ROTOR BOBINADO.

P R O F . L U I Z C A R L O S 7

Page 8: m Aquinas Eletric As

DESENHO EXPANDIDO DO MOTOR CA ASSÍNCRONO

P R O F . L U I Z C A R L O S 8

I) ROTOR:

3-Núcleo formado de chapas laminadas;

12- Anéis interligagos por ranhuras

inclinadas em relação ao eixo e isoladas do

núcleo;

11-Rolamentos;

7- Eixo ;

5-Ventilador para aumentar a refrigeração.

II) ESTATOR:

4- Carcaça com tampas laterais;

2-Núcleo laminado;

8-Enrolamentos;

1- Suporte de fixação;

10-Terminais de entrada de energia elétrica.

Page 9: m Aquinas Eletric As

P R O F . L U I Z C A R L O S 9

Page 10: m Aquinas Eletric As

Principais Partes Construtivas de um Motor de Indução Trifásico

É composto fundamentalmente de duas partes: estator e rotor.

O estator é a parte estacionária do motor e é formado por:

Carcaça- É a estrutura suporte do conjunto, de construção robusta em

ferro fundido, aço ou alumínio injetado, resistente à corrosão e com

aletas.

Núcleo de Chapas- As chapas são de aço magnético, tratadas

termicamente para reduzir ao mínimo as perdas no ferro.

Enrolamento Trifásico- Três conjuntos iguais de bobinas, um para cada

fase, formando um sistema trifásico ligado à rede trifásica de

alimentação.

O rotor ou induzido é o elemento girante do motor e é formado por:

Eixo- É o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo

motor. É tratado termicamente para evitar problemas como empenamento

e fadiga. P R O F . L U I Z C A R L O S 10

Page 11: m Aquinas Eletric As

Núcleo de Chapas- As chapas possuem as mesmas características das

chapas do estator.

Enrolamentos- É introduzido em ranhuras longitudinais em torno da

circunferência do núcleo rotórico. De acordo com o sistema de

construção do rotor, os motores trifásicos de indução subdividem-se

em:

(a) Motores com rotor em curto circuito (gaiola de esquilo)- O rotor é

constituído de um conjunto de barras não isoladas e interligadas por

anéis de curto circuito.

(b) Motores com rotor bobinado (de anéis) – Apresenta a mesma

característica construtiva do motor de indução em gaiola com relação

ao estator, mas o seu rotor é bobinado com um enrolamento trifásico,

acessível através de três anéis com escovas coletoras no eixo. A

característica conjugadoxrotação pode ser ajustada em função do

aumento da resistência rotórica pela inclusão de resistores externos. P R O F . L U I Z C A R L O S 11

Page 12: m Aquinas Eletric As

No motor de indução só o estator é ligado à rede de alimentação. O

rotor não é alimentado externamente e as correntes que circulam no

rotor são induzidas eletromagneticamente pelo estator, donde o seu

nome de motor de indução.

Princípio de Funcionamento

O funcionamento de uma máquina assíncrona baseia-se no princípio

da interação eletromagnética do campo girante estatórico e das

correntes induzidas no enrolamento rotórico quando os condutores

deste último são cortados pelo campo girante ou, de outra forma, pela

interação entre os dois campos, estatórico e rotórico.

Criação do campo magnético girante: Suponhamos o estator de um

motor de indução trifásico. Os enrolamentos das 3 fases se acham

deslocados de 120 e ligados a uma alimentação trifásica. Os

enrolamentos começam em P1, P2 e P3 e terminam em F1, F2 e F3. P R O F . L U I Z C A R L O S 12

Page 13: m Aquinas Eletric As

Convenção: Correntes positivas entram em P1, P2 ou P3.

Correntes negativas entram em F1, F2 ou F3.

I1, I2, I3 corrente de alimentação do enrolamento

1, 2 e 3, respectivamente.

As tensões aplicadas se acham defasadas de 120 elétricos e

nas três fases resultam correntes iguais, defasadas entre si de 120

elétricos, as quais geram campos magnéticos alternados, que se

combinam dando um campo resultante de valor constante. Este

campo gira com uma velocidade constante a qual depende da

frequência da tensão de alimentação e do número de pólos para os

quais o estator foi enrolado. Para ver o campo girante é necessário

aplicar a regra da mão direita para condutor isolado. P R O F . L U I Z C A R L O S 13

Page 14: m Aquinas Eletric As

Verificamos que, na máquina assíncrona existe um conjunto de

bobinas no estator alimentadas por uma rede trifásica e que produzem

um campo magnético girante. Imerso neste campo está o rotor, que é

constituído por um enrolamento em curto-circuito. O movimento de

rotação do fluxo induz sobre os condutores do enrolamento do rotor

uma tensão. Como o enrolamento está fechado, haverá portanto, um

fluxo de corrente. Devido a indutância natural do enrolamento, essa

corrente induzida está atrasada da tensão. A interação da corrente do

rotor e do fluxo do estator resulta em um torque no motor, na mesma

direção do campo girante.

P R O F . L U I Z C A R L O S 14

Page 15: m Aquinas Eletric As

t

I I1 I2 I3

A B C D

P1

F3 F2

N S

P2 P3

F1

corrente entrando

corrente saindo

Norte Sul

Ponto A

P1

S

F3 F2

P2 P3

N

F1

P1

S

F3 F2

P2 P3

N

F1

P1

F3 F2

S N

P2 P3

F1

Ponto B Ponto C Ponto D

P R O F . L U I Z C A R L O S 15

Page 16: m Aquinas Eletric As

Velocidade

A velocidade do campo magnético girante é chamada de velocidade

síncrona do motor ou velocidade do campo girante.

onde:

NS velocidade de rotação do campo girante (rpm)

f freqüência (Hz)

p número total de pólos

p

120fNS

P R O F . L U I Z C A R L O S 16

Page 17: m Aquinas Eletric As

Escorregamento

Um motor de indução não pode funcionar com a velocidade síncrona,

pois neste caso o rotor estaria estacionário com relação ao campo

magnético girante e não seria induzida nenhuma corrente no rotor.

A diferença entre a velocidade do rotor e a velocidade do campo

magnético girante (velocidade síncrona) é chamado de

escorregamento.

onde:

S escorregamento

Ns velocidade síncrona (rpm)

Nr velocidade do rotor (rpm)

%100.%sN

rNsNS

P R O F . L U I Z C A R L O S 17

Page 18: m Aquinas Eletric As

Se o motor gira a uma velocidade diferente da velocidade síncrona

(rotação do campo girante), o enrolamento do rotor corta as linhas de força

magnética do campo girante e circularão nele correntes induzidas. Quanto

maior a carga, maior terá de ser o conjugado necessário para acioná-la. Para

obter um maior conjugado, proporcionalmente terá de ser maior a diferença

de velocidade entre o rotor e o campo girante no estator para que as

correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores.

Portanto, a medida que a carga aumenta, cai a rotação do motor, ou

seja, aumenta o escorregamento. O aumento da corrente induzida no rotor

reflete-se num aumento da corrente primária no estator (componente esta

que produz potência). Uma corrente maior será produzida no estator

tendendo a produzir mais potência mecânica e solicitar mais potência da

linha. A plena carga o motor de indução irá girar a um escorregamento que

promove o equilíbrio entre o torque desenvolvido pelo motor e o torque

resistente da carga.

Quando a carga for zero (motor a vazio) o rotor irá girar

praticamente a rotação síncrona, sendo que a corrente no rotor é reduzida,

apenas suficiente para produzir o torque necessário a vazio. P R O F . L U I Z C A R L O S 18

Page 19: m Aquinas Eletric As

Conjugado ou Torque

O conjugado ou torque de um motor de indução depende da

intensidade da interação dos campos do rotor e do estator e das relaçoes

de fases entre eles.

onde: C – conjugado ou torque (Nm)

k- constante

- fluxo do campo magnético girante do estator (linhas de fluxo)

IR – corrente do rotor (A)

cosR – fator de potência do rotor

Em toda a faixa de operação k, e cosR são praticamente

constantes e o conjugado varia diretamente proporcional a corrente do

rotor IR, que varia com o escorregamento.

RRIkC cos

P R O F . L U I Z C A R L O S 19

Page 20: m Aquinas Eletric As

A relação entre o conjugado e a potência pode ser dada por:

onde:

P – potência em CV – 1CV=736W

Ns – velocidade síncrona (rpm)

sN

PC

716

P R O F . L U I Z C A R L O S 20

Page 21: m Aquinas Eletric As

A medida que o rotor acelera o conjugado aumenta até seu

valor máximo e a seguir diminui até um valor necessário para

carregar a carga do motor a uma velocidade constante. Se formos

aumentando a carga, a rotação do motor vai diminuindo

gradativamente, até um ponto onde o conjugado atinge o valor

máximo que o motor é capaz de desenvolver em rotação normal. Se

o conjugado da carga aumentar mais, a rotação do motor cai

bruscamente, podendo chegar a travar o rotor. O motor de indução

tem conjugado igual a zero na velocidade síncrona. A figura abaixo

apresenta a curva de conjugado versus a velocidade para motores de

indução com rotor em gaiola.

P R O F . L U I Z C A R L O S 21

Page 22: m Aquinas Eletric As

P R O F . L U I Z C A R L O S 22

Page 23: m Aquinas Eletric As

Distribuição de Potências e Perdas

Potência Nominal -

No acoplamento com redução de velocidade: conjugado requerido pela

carga deve ser referido ao eixo do motor:

310....2 nM CnP

cn

n

c

ac

CE Cn

nC

1

P R O F . L U I Z C A R L O S 23

Page 24: m Aquinas Eletric As

Tipo de acoplamento Faixa de rendimento (%)

direto 100

embreagem eletromagnética 87-98

polia com correia plana 95-98

polia com correia em V 97-99

engrenagem 96-99

roda dentada (correia) 97-98

acoplamento hidráulico 100

P R O F . L U I Z C A R L O S 24

Page 25: m Aquinas Eletric As

Conjugado Resistente de Carga

Conjugado constante: tetanconsKCC cocmed , ccoc n.KCP

Conjugado linear: ccocmed n.KCC , 2cccoc n.Kn.CP

Conjugado quadrático: 2ccocmed n.KCC ,

3cccoc n.Kn.CP

Conjugado hiperbólico: 0 occcmed CenKC , tetanconsKP cc

Conjugados não definidos.

P R O F . L U I Z C A R L O S 25

Page 26: m Aquinas Eletric As

(1) conjugado constante (2) conjugado linear (3) conjugado quadrático

(4) conjugado hiperbólico (5) conjugado não definido P R O F . L U I Z C A R L O S 26

Page 27: m Aquinas Eletric As

Categorias de Partida: Categoria N, Categoria H, Categoria D.

P R O F . L U I Z C A R L O S 27

Page 28: m Aquinas Eletric As

Momento de Inércia da Carga:

2

M

cCCE

n

n.JJ

A inércia total vista pelo motor será: CEmt JJJ

P R O F . L U I Z C A R L O S 28

Page 29: m Aquinas Eletric As

O conjugado do motor deve ser sempre maior que o conjugado da carga.

P R O F . L U I Z C A R L O S 29

Page 30: m Aquinas Eletric As

Vida Útil dos Motores de Corrente Alternada

Sendo o motor de indução, uma máquina robusta e de construção

simples, a sua vida útil depende quase exclusivamente da vida útil da

isolação dos enrolamentos. Esta é afetada por muitos fatores, como

umidade, vibrações, ambientes corrosivos e outros.

Dentre todos os fatores, o mais importante é, sem dúvida a

temperatura de trabalho dos materiais isolantes empregados. Um aumento

de 8 a 10 graus na temperatura da isolação reduz sua vida útil pela metade.

A experiência mostra que a isolação tem uma duração

praticamente ilimitada, se a sua temperatura for mantida abaixo de um

certo limite. Acima deste valor, a vida útil da isolação vai se tornando cada

vez mais curta, à medida que a temperatura de trabalho é mais alta. Este

limite de temperatura é muito mais baixo que a temperatura de “queima”

do isolante e depende do tipo de material empregado. Esta limitação de

temperatura se refere ao ponto mais quente da isolação e não

necessariamente ao enrolamento todo. Evidentemente, basta um ponto

fraco no interior da bobina para que o enrolamento fique inutilizado. P R O F . L U I Z C A R L O S 30

Page 31: m Aquinas Eletric As

Graus de Proteção

Os invólucros dos equipamentos elétricos, conforme as

características do local em que serão instalados e de sua acessibilidade,

devem oferecer um determinado grau de proteção. Assim, por exemplo,

um equipamento a ser instalado num lugar sujeito a jatos de água deve

possuir um invólucro capaz de suportar tais jatos, sob determinados

valores de pressão e ângulo de incidência, sem que exista penetração

de água.

Código de Identificação - A norma NBR-6146 define os graus de

proteção dos equipamentos elétricos por meio das letras características

IP, seguidas por dois algarismos.

P R O F . L U I Z C A R L O S 31

Page 32: m Aquinas Eletric As

Tabela 1- 1o algarismo: Indica o grau de proteção contra penetração de corpos

sólidos estranhos e contato acidental.

1o ALGARISMO

0

1

2

3

4

5

6

Sem proteção

Corpos estranhos de dimensões acima de 50mm

Corpos estranhos de dimensões acima de 12mm

Corpos estranhos de dimensões acima de 2,5mm

Corpos estranhos de dimensões acima de 1mm

Proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais ao motor

Totalmente protegido contra poeira

P R O F . L U I Z C A R L O S 32

Page 33: m Aquinas Eletric As

Tabela 2- 2o algarismo: Indica o grau de proteção contra penetração

de água no interior do motor.

2o ALGARISMO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Sem proteção

Pingos de água na vertical

Pingos de água até a inclinação de 15o com a vertical

Água de chuva até a inclinação de 60o com a vertical

Respingos de todas as direções

Jatos de água de todas as direções

Água de vagalhões

Imersão temporária

Imersão permanente

P R O F . L U I Z C A R L O S 33

Page 34: m Aquinas Eletric As

Existem ainda letras adicionais que complementam a proteção e

são as seguintes:

R- máquina cuja ventilação é por dutos.

W- proteção contra intempéries.

S- para máquinas cuja proteção contra água é ensaiada parada.

M- para máquinas cuja proteção contra água é ensaiada em movimento.

As combinações entre os dois algarismos, isto é, entre os dois

critérios de proteção, estão resumidos na Tabela 3.

Embora os algarismos indicativos do grau de proteção possam ser

combinados de muitas maneiras, somente alguns tipos de proteçao são

empregados nos casos normais. São eles: IP21, IP22, IP23 e IP44. Para

aplicações especiais mais rigorosas, são comuns também os graus de

proteção IP54 (ambientes muito empoeirados) e IP55 (casos em que os

equipamentos são lavados periodicamente com mangueiras, como em

fábricas de papel). P R O F . L U I Z C A R L O S 34

Page 35: m Aquinas Eletric As

Critérios de Proteção para Motores Elétricos

1o algarismo

2o algarismo

Motor

Classe de

proteção

Proteção contra

contato

Proteção contra

corpos estranhos

Proteção contra água

IP00

IP02

não tem

não tem

não tem

pingos de água até a inclinação de

15o com a vertical

A

B

E

R

T

IP11

IP12

IP13

toque acidental

com a mão

corpos estranhos

sólidos de

dimensões acima

de 50mm

pingos de água na vertical

pingos de água até a inclinação de

15o com a vertical

água de chuva até a inclinação de

60o com a vertical

O

S

IP21

IP22

IP23

toque com os

dedos

corpos estranhos

sólidos de

dimensões acima

de 12mm

pingos de água na vertical

pingos de água até a inclinação de

15o com a vertical

água de chuva até a inclinação de

60o com a vertical

P R O F . L U I Z C A R L O S 35

Page 36: m Aquinas Eletric As

F

E

C

H

IP44

toque com

ferramentas

corpos estranhos

sólidos acima de

dimensões acima

de 1mm

respingos de todas as direções

A

D

O

IP54

IP55

proteção

completa contra

toque

proteçõa contra

acúmulo de

poeiras nocivas

respingos de todas as direções

jatos de água de todas as direções

S

IPW55

proteção

completa contra

toque

proteçõa contra

acúmulo de

poeiras nocivas

chuva

maresia

P R O F . L U I Z C A R L O S 36

Page 37: m Aquinas Eletric As

Classes de Isolamento

As classes de isolamentos são definidas pela maior

temperatura que o material pode suportar continuamente sem

que seja afetada sua vida útil normal.

As classes de isolamento utilizadas em máquinas

elétricas e os respectivos limites de temperatura, conforme

NBR 5116, são os seguintes:

Classe A (105oC), Classe E (120oC), Classe B (130oC), Classe

F (155oC), Classe H (180oC).

P R O F . L U I Z C A R L O S 37

Page 38: m Aquinas Eletric As

Fator de Serviço (FS)

Chama-se fator de serviço o fator que, aplicado a potência

nominal, indica a sobrecarga permissível que pode ser

aplicada continuamente ao motor, sob condições

especificadas. Se trata de uma capacidade de sobrecarga

contínua, ou seja, uma reserva de potência que dá ao

motor uma capacidade de ainda suportar o funcionamento

em condições desfavoráveis.

Exemplo: FS=1,15 – neste caso o motor suporta

continuamente 15% de sobrecarga acima de sua potência

nominal.

P R O F . L U I Z C A R L O S 38

Page 39: m Aquinas Eletric As

Especificação do Motor

a) Características da rede de alimentação: tensão de

alimentação, freqüência, método de partida;

b) Características do ambiente: altitude, temperatura ambiente,

atmosfera ambiente;

c) Características construtivas: forma construtiva, potência,

corrente, número de pólos, velocidade, fator de serviço, sentido de

rotação, carcaça, classe de isolamento, rendimento, grau de

proteção, ponta de eixo, rolamentos, categoria de partida, regime de

serviço;

d) Características da carga: momento de inércia, velocidade

desejada, curva de conjugado resistente, dados de transmissão,

regime de funcionamento da carga (número de partidas/hora, tempo

de aceleração e frenagem), sobrecargas, redução (acoplamento

entre máquina e motor). P R O F . L U I Z C A R L O S 39

Page 40: m Aquinas Eletric As

Sistemas de variação de velocidade

A velocidade de um motor de indução é fixa e está relacionada

com a característica elétrica construtiva do motor e a freqüência da rede a

qual ele está ligado.

Existem vários sistemas de variação de velocidade e que

classificaremos em: variadores mecânicos (polias fixas, polias cônicas,

polias variadoras, moto-redutores, variadores PIV); variadores

hidráulicos (motor hidráulico, variador hidrodinâmico); variadores

eletromagnéticos (embreagens eletromagnéticas), variadores

eletroeletrônicos (acionamento com motor CC, acionamento com motor

comutador CA, acionamento com motor assíncrono de anéis,

acionamento com motor assíncrono de rotor gaiola).

A tabela abaixo apresenta um resumo das vantagens e

desvantagens dos principais sistemas de variação de velocidade:

P R O F . L U I Z C A R L O S 40

Page 41: m Aquinas Eletric As

Tipo

Vantagens

Desvantagens

Variadores

mecânicos

- baixo custo de aquisição

- controle manual e local

- peças sujeitas a desgastes e quebras

- fator de potência menor que 1

- utilização em baixas potências

Variadores

hidráulicos

- alto conjugado em baixas rotações

- baixo rendimento

- pequena faixa de variação

- manutenção

Variador

eletromag-

nético

- baixo custo de aquisição

- operação automática

- permite sincronismo

- baixo rendimento

- dimensões e pesos elevados

- fator e potência menor que 1

- lubrificação frequente

- difícil manutenção

- velocidade máxima = velocidade do motor

Motores de

anéis

- alto conjugado de partida

- controle simples

- baixo rendimento

- perdas proporcionais ao escorregamento

- fator de potência menor que 0,8

- existência de anéis e escovas

- pequena faixa de variação

P R O F . L U I Z C A R L O S 41

Page 42: m Aquinas Eletric As

Tipo

Vantagens

Desvantagens

Variadores

de tensão

- utilização de motores de indução

padrão

- sistema eletrônico simples

- baixo rendimento

- maior escorregamento

- fator de potência variável e menor que 0,8

- pequena faixa de variação

Conversore

s CA/CC

- alta precisão de velocidade

0,01% digital e 0,1% analógico

- sincronismo com alta precisão

- conjugado controlável

- ampla faixa de variação de velocidade

- frenagem regenerativa

- limitação de velocidade devido a

comutação (4000 rpm)

- preço e manutenção do motor

- dimensões e peso do motor

- não podem operar em áreas de risco

- fator de potência variável com a rotação

Conversore

s de

freqüência

- utilização de motores de indução

padrão

- peso e dimensões reduzidas

- ampla faixa de variação de velocidade

- operação em áreas de risco

- fator de potência próximo de 1

- preço elevado para aplicações que requerem

sincronismo de alta precisão

- frenagem regenerativa com alto custo

P R O F . L U I Z C A R L O S 42

Page 43: m Aquinas Eletric As

- Motor de Indução Monofásico

Quando se aplica uma fem monofásica ao estator de um motor

monofásico, origina-se um a corrente magnetizante que gera um

campo magnético alternado na direção do eixo de enrolamento.

Este campo não é girante e portanto não há momento de arranque

para fazer o rotor girar automaticamente. É necessário portanto

fazer o rotor girar por meio de algum meio auxiliar e este

continuará a girar desenvolvendo um conjugado próprio, ajudado

pela inércia do próprio rotor.

P R O F . L U I Z C A R L O S 43

Page 44: m Aquinas Eletric As

1) Motor monofásico de Fase Auxiliar ou Fase Dividida

Se dois enrolamentos do estator de impedância diferentes estiverem

separados de 90 mas ligados em paralelo a uma fonte monofásica, o

campo produzido parece girar. Este é o princípio da divisão de fase.

O enrolamento da partida ou auxiliar tem uma resistência mais alta e uma

reatância mais baixa que o enrolamento principal. Quando a mesma

tensão vt é aplicada aos dois rolamentos, a corrente do enrolamento

principal Im segue atrás da corrente no enrolamento de partida IS. O

ângulo entre os enrolamentos principal e da partida constitui uma

diferença de fase suficiente para fornecer um campo magnético rotativo

fraco que dá para produzir torque de partida. Quando o rotor atinge uma

velocidade pré-determinada, geralmente 70 a 80% da velocidade de

sincronismo, uma chave centrífuga montada sobre o eixo do motor se

abre, desligando assim o enrolamento da partida.

Este motor apresenta baixo conjugado de partida, sendo usado

para cargas com partida relativamente fácil, maiores que 1/3HP, como

por exemplo, máquinas de lavar e ferramentas de marcenaria. P R O F . L U I Z C A R L O S 44

Page 45: m Aquinas Eletric As

I Im (principal) IS (de partida)

t

A B C

P1 - principal

N

F2 P2

S

F1

Ponto A Ponto B Ponto C

P1 - principal

N

F2 P2

S

F1

P1 - principal

F2 S N P2

F1

P R O F . L U I Z C A R L O S 45

Page 46: m Aquinas Eletric As

2) Motor com Capacitor de Partida

É composto além do enrolamento auxiliar e do interruptor

automático, de um capacitor cuja finalidade é produzir um

alto torque de partida através da defasagem ca corrente de

partida do motor.

A corrente do enrolamento da partida segue adiante da

tensão. A defasagem entre a corrente principal e a corrente do

enrolamento de partida pode ser aproximadamente 90o e o

conjugado de partida será mais alto. Este motor também

utiliza uma chave centrífuga para desligar o enrolamento de

partida, portanto o capacitor fica no circuito somente durante

o período de partida.

P R O F . L U I Z C A R L O S 46

Page 47: m Aquinas Eletric As

- Defeitos Comuns em Motores de Corrente Alternada

DEFEITOS

CAUSAS PROVÁVEIS

PROVIDÊNCIAS

Motor não

consegue

partir

Sem tensão de alimentação

Baixa tensão de

alimentação

Ligações de comandos

erradas

Conexão frouxa em algum

borne

Carga excessiva

Verificar as ligações de alimentação ao sistema de comando

e desta para o motor.

Verificar a tensão de alimentação e determinar que a tensão

permaneça entre 10% da tensão nominal constante da placa

de identificação do motor

Conferir as ligações com o esquema de ligação que está na

placa de identificação

Apertar todas as conexões

Verificar se o motor parte quando desconectado da carga.

Caso afirmativo o motor pode ter sobrecarga ou mecanismo

de acionamento bloqueado

P R O F . L U I Z C A R L O S 47

Page 48: m Aquinas Eletric As

Aquecimento

dos

rolamentos

Graxa em demasia

Excessivo esforço axial ou

radial da correia

Eixo torto

Rugosidade na superfície

do rolamento

Tampas laterais do motor

frouxas ou mal colocadas

Falta de graxa

Graxa endurecida travando

as esferas

Retirar o bujão de escapamento da graxa e deixar o motor

funcionando até que se verifique a saída do excesso de graxa

Diminuir o esforço da correia

Mandar indireitar o eixo e verificar o balanceamento do rotor

Substituir os mancais antes destes danificarem o eixo

Verificar se as tampas laterais do motor se adaptam em toda

a circunferência e se estão suficientemente apertadas

Adicionar graxa no rolamento.

Substituir os rolamentos

Sobreaqueci-

mento do

motor

Obstrução do sistema de

ventilação

Sobrecarga

Tensões e frequência

incorretas

Freqüentes reversões

Rotor arrastando no estator

Carga elétrica

desequilibrada (fusível

queimado, comando errado)

Os motores devem estar limpos e secos. Inspecionar

periodicamente as passagens de ar e os enrolamentos

Verificar a aplicação, medindo a tensão e a corrente em

condições normais de funcionamento

Conferir os valores marcados na placa do motor com os de

fornecimento de energia. Verificar também a tensão nos

terminais do motor a plena carga.

Substituir o motor por outro adequado para esta aplicação

Verificar o desgaste dos rolamentos e a curvatura do eixo

Verificar se há desequilíbrio das tensões ou funcionamento

com uma única fase.

P R O F . L U I Z C A R L O S 48

Page 49: m Aquinas Eletric As

Motores de Corrente Contínua

Principais Partes Construtivas de um Motor de Corrente Contínua

O MCC é composto fundamentalmente de duas partes: estator e

rotor.

O estator é formado por:

Carcaça- É a estrutura suporte do conjunto e tem a finalidade de

conduzir o fluxo magnético.

Pólos de Excitação- Tem a finalidade de gerar o fluxo magnético. São

constituídos de condutores enrolados sobre núcleos de chapas de aço

laminadas cujas extremidades possuem um formato que se ajusta a

armadura e são chamadas de sapatas polares.

Pólos de comutação- São colocados na região interpolar e são

percorridos pela corrente de armadura. Compensam o efeito da reação

da armadura na região de comutação, evitando o deslocamento da linha

neutra em carga, reduzindo a possibilidade de centelhamento. P R O F . L U I Z C A R L O S 49

Page 50: m Aquinas Eletric As

Enrolamento de Compensação- É um enrolamento distribuído na

periferia da sapata polar e percorrido pela corrente de armadura. Sua

finalidade é também compensar a reação da armadura, mas agora em

toda a periferia do rotor, e não somente na região transversal. Evita o

aparecimento de faíscas provocadas por uma diferença de potencial

entre espiras devido a distribuição não uniforme da indução no

entreferro.

Conjunto Porta Escovas e Escovas- O porta escovas permite alojar

as escovas e está montado de tal modo que possa ser girado para o

ajuste da zona neutra. As escovas são compostas de material condutor

e deslizam sobre o comutador quando este gira, pressionadas por uma

mola, proporcionando a ligação elétrica entre a armadura e o exterior.

P R O F . L U I Z C A R L O S 50

Page 51: m Aquinas Eletric As

O rotor é formado por:

Rotor com Enrolamento- Centrado no interior da carcaça, é

constituído por um pacote de chapas de aço silício laminadas,

com ranhuras axiais na periferia para o enrolamento da

armadura. Este enrolamento está em contato elétrico com as

lâminas do comutador.

Comutador- É o conversor mecânico que transfere a energia

ao enrolamento do rotor. O comutador é constituído de

lâminas de cobre isoladas por meio de lâminas de mica.

Eixo- É o elemento que transmite a potência mecânica

desenvolvida pelo motor.

P R O F . L U I Z C A R L O S 51

Page 52: m Aquinas Eletric As

Características dos Motores CC

A máquina de corrente contínua (MCC) consiste em um

enrolamento de campo (no estator), que estabelece o fluxo

magnético , e um enrolamento de armadura (no rotor). O

funcionamento de um motor de corrente contínua está baseado nas

forças produzidas da interação entre o campo magnético e a

corrente de armadura no rotor, que tendem a mover o condutor

num sentido que depende do sentido do campo e da corrente na

armadura.

O comutador é o conversor mecânico que transfere a

energia ao enrolamento do rotor, possibilitando a circulação de

corrente alternada no rotor através de uma fonte de corrente

contínua. As escovas são compostas de material condutor e

deslizam sobre o comutador quando este gira, pressionadas por

uma mola, proporcionando a ligação elétrica entre a armadura e o

exterior. P R O F . L U I Z C A R L O S 52

Page 53: m Aquinas Eletric As

Com o deslocamento dos condutores da armadura no campo,

surgem tensões induzidas internas (força contra-eletromotriz -

f.c.e.m) E atuando no sentido contrário ao da tensão aplicada. A

tensão terminal da armadura V diferirá de E pela queda de tensão

interna (RaIa). O diagrama do circuito de um motor CC com

excitação independente é mostrado abaixo.

V

Ia

E

armadura

escova

If

campo

eixo

velocidade N

torque T P R O F . L U I Z C A R L O S 53

Page 54: m Aquinas Eletric As

As equações básicas são:

*Tensão Terminal (na armadura do motor) –

V= E +Ra.Ia

*Força Contra-eletromotriz - Durante a operação de um

motor de corrente contínua ocorre simultaneamente a

ação geradora, pois com o deslocamento dos condutores

da armadura no campo surgem tensões induzidas (força

contra-eletromotriz - fcem), atuando no sentido

contrário ao da tensão aplicada força contra-eletromotriz

E = k1.N.

fluxo magnético

N velocidade da armadura em rpm

k constante P R O F . L U I Z C A R L O S 54

Page 55: m Aquinas Eletric As

*Conjugado ou Torque - Conjugado é a medida do esforço necessário

para girar o eixo

T = k2.Ia.

T torque em N.m.

kt e ke constantes.

fluxo magnético produzido pela excitação.

Ia corrente da armadura em A.

Ie corrente de excitação ou de campo em A.

*Fluxo Magnético (produzido pela excitação) - = k3.If

*Potência Mecânica - T.N = E.Ia

onde Ia é a corrente da armadura, If é a corrente do campo, Ra é a

resistência da armadura, N é a velocidade e k1, k2 e k3 são constantes

de proporcionalidade. P R O F . L U I Z C A R L O S 55

Page 56: m Aquinas Eletric As

A figura abaixo é um motor CC elementar. Ela mostra o sentido das

forças que agem sobre uma espira, quando aplicamos uma fonte de

tensão CC. Sob a ação da força a espira irá se movimentar no sentido

horário até atingir o ponto em que a força resultante é nula (ponto

em que o ângulo é igual a 0o ou 180o), não dando continuidade ao

movimento. Torna-se, então, necessária a inversão da corrente na

espira para que tenhamos um movimento contínuo. Este problema é

resolvido utilizando um comutador de corrente. Este comutador

possibilita a circulação de corrente alternada no rotor através de uma

fonte CC.

Para se obter um conjugado constante durante todo um giro

da armadura do motor utilizamos várias espiras defasadas no espaço

montadas sobre um tambor e conectadas ao comutador.

P R O F . L U I Z C A R L O S 56

Page 57: m Aquinas Eletric As

P R O F . L U I Z C A R L O S 57

Page 58: m Aquinas Eletric As

Para motores de baixa potência o circuito magnético está saturado.

Resolvendo as equações para explicitar a velocidade, temos:

Observando a equação acima, verificamos que a velocidade

pode ser variada através da variação do valor médio da tensão aplicada

à armadura (V), pelo controle da excitação () ou pela resistência da

armadura (Ra).

Quando o controle é feito através da variação da tensão da

armadura, o campo magnético pode ser mantido constante

(=constante) e no seu valor máximo. Desta forma, o máximo torque

pode ser desenvolvido. O enfraquecimento do campo (diminuindo ) é

normalmente utilizado para obter velocidades acima da nominal.

Portanto, como pode ser observado na figura 6.2, o controle da tensão

de armadura é feito a torque constante enquanto o controle através do

enfraquecimento do campo é feito à potência constante.

1

2

1 k

kRTVN

k

IRVN aaa

P R O F . L U I Z C A R L O S 58

Page 59: m Aquinas Eletric As

Motor com Excitação Independente

A figura abaixo apresenta o diagrama elétrico de uma máquina

CC com excitação independente. A rotação do motor pode ser alterada

mantendo o fluxo() constante e variando a tensão de armadura

(controle de armadura), ou mantendo a tensão de armadura fixa e

alterando o fluxo (controle pelo campo). Alterar o fluxo magnético

significa modificar a corrente de campo.

Vt

Ia

E

armadura

escova

Ie

campo

eixo

velocidade N

torque T

+ Vt -

+ VE -

IA

RA

+ IARA -+ -

E

IE

onde: Vt é a tensão de armadura, IA é a corrente de armadura, VE é a

tensão de campo, IE é a corrente de campo, RA é a resistência do

circuito da armadura e E é a força contraeletromotriz P R O F . L U I Z C A R L O S 59

Page 60: m Aquinas Eletric As

A velocidade N em rpm

k

kTRV

k

IRV

k

EN tAtAAt

..

Observando a equação anterior, verificamos que a velocidade pode ser

variada através da variação do valor médio da tensão aplicada à

armadura, pelo controle da excitação ou pela resistência de armadura.

Quando o controle é feito através da variação da tensão da

armadura, o campo magnético pode ser mantido constante

(=constante) e no seu valor máximo. Desta forma, o máximo torque

pode ser desenvolvido. O enfraquecimento do campo (diminuindo )

é normalmente utilizado para obter velocidades acima da nominal.

Portanto, como pode ser observado na figura abaixo, o controle da

tensão de armadura é feito a torque constante enquanto o controle

através do enfraquecimento do campo é feito à potência constante.

P R O F . L U I Z C A R L O S 60

Page 61: m Aquinas Eletric As

T P

T

P

TN

PN

nN nM rotação

(rotação nominal) (rotação

máxima)

Quebra de

comutação

controle pela controle pelo

armadura campo

P R O F . L U I Z C A R L O S 61

Page 62: m Aquinas Eletric As

A figura mostra um motor CC com excitação independente. Como o

torque é proporcional ao produto da corrente de armadura pelo fluxo, é

aconselhável manter o fluxo em seu nível de projeto, de maneira a

minimizar a corrente de armadura. Para a partida, R2 é zero e R1 é um

valor tal que mantenha a corrente da armadura dentro de valores seguros.

À medida que a armadura acelera, a força contra-eletromotriz aumenta

de zero a um valor proporcional à velocidade.

V

Ia

E

Iffonte de

tensão

contínua

fixa

fonte de

tensão

contínua

fixa

R1 R2

VelocidadeR2 ajustável

R1=0, tensão

constante na

armadura

R2=0 corrente

constante de campo

R1 ajustável com

torque constante

Resistência aumentando

Variação de velocidade por uso de resistores

(a) Circuito (b) Variação a um torque fixo

P R O F . L U I Z C A R L O S 62

Page 63: m Aquinas Eletric As

Os resistores da figura acima podem ser utilizados para que se

obtenha o ajuste da velocidade. A presença de R1 causará uma

redução na tensão da armadura e, portanto, uma redução na

velocidade. Com uma corrente de campo fixa, a tensão de armadura

será aproximadamente proporcional à velocidade. Um

enfraquecimento da corrente de campo pela inclusão de R2 reduzirá

o fluxo e, portanto, aumentará a velocidade.

Motor com excitação série

V

Ia

+

E

-campo

Ia=If

P R O F . L U I Z C A R L O S 63

Page 64: m Aquinas Eletric As

O enrolamento de campo deste tipo de motor é ligado em

série com o enrolamento de armadura, sendo que só haverá fluxo no

entreferro da máquina quando a corrente de armadura for diferente de

zero (máquina carregada). A velocidade varia de um valor muito alto

com uma carga pequena até um valor bem baixo com a carga

máxima.

Portanto, o motor série pode trabalhar em regimes de

sobrecarga, sendo o aumento do consumo de corrente relativamente

moderado. Esta propriedade é essencialmente valiosa para a tração

elétrica, acionamentos de guindastes etc.

Deve-se observar que no caso da redução de carga, a

velocidade do motor se torna tão grande que as forças centrífugas

podem destruir o seu induzido. Por isso, quando a tensão é nominal,

não se deve colocar em funcionamento o motor com uma carga muito

reduzida. Os grandes motores em série são geralmente ligados

diretamente à carga e não através de correias ou polias.

P R O F . L U I Z C A R L O S 64

Page 65: m Aquinas Eletric As

Considerando as relações para o motor CC, a velocidade

será:

1k

IRVR

k

k

Tk

VN aa

a

s

r

s

onde ks e kr são constantes de proporcionalidade.

Existem duas maneiras de se controlar a velocidade de um

motor CC série: através da variação do valor médio da tensão da

armadura e pelo aumento da resistência da armadura.

A figura mostra um conjunto de características torque-

velocidade, desprezando Ra. O motor CC série se caracteriza por

apresentar um torque de partida elevado.

P R O F . L U I Z C A R L O S 65

Page 66: m Aquinas Eletric As

Pode-se verificar que nos motores série o torque é

proporcional ao quadrado da corrente

2.. AAt ITIkT

nN

CN conjugado

rotação

P R O F . L U I Z C A R L O S 66

Page 67: m Aquinas Eletric As

torque T

velocidade N

V1

V2

V3

V1 < V2 < V3

P R O F . L U I Z C A R L O S 67

Page 68: m Aquinas Eletric As

Motor com Excitação Shunt ou em Derivação

É o tipo mais comum de motor CC. Sua curva

característica de torque x carga mostra que o torque

aumenta linearmente com o aumento na corrente de

armadura.

A curva velocidade x carga mostra que a velocidade

cai ligeiramente a medida que a corrente na armadura

aumenta. A velocidade básica é a velocidade com carga

máxima, o seu ajuste é feito inserindo-se uma resistência

no campo através de um reostato. Não se pode abrir o

circuito de campo de um motor em derivação que está

rodando sem carga, porque a velocidade do motor aumenta

descontroladamente até o motor queimar.

P R O F . L U I Z C A R L O S 68

Page 69: m Aquinas Eletric As

Motor com Excitação Composta

Este tipo associa as características dos motores em

derivação e dos motores em série. O motor composto

funciona com segurança sem carga. A medida que se

adicionam novas cargas, a sua velocidade diminui, e o

torque é maior se comparado com o do motor em

derivação. A seguir mostramos o circuito equivalente do

motor composto em derivação longa.

Este tipo de excitação é ideal para acionamentos

com variações bruscas de carga (por exemplo, prensas), e

para se obter um comportamento mais estável da

máquina.

P R O F . L U I Z C A R L O S 69

Page 70: m Aquinas Eletric As

+ UA -

+ UE -

IA

RA

+ IARA -+ - E

IE

princ.

aux.

nN

CN conjugado

rotação

P R O F . L U I Z C A R L O S 70

Page 71: m Aquinas Eletric As

Potência Nominal - É a potência que o motor pode fornecer dentro

de suas características nominais, em regime contínuo. O conceito de

potência nominal, ou seja, a potência que o motor pode fornecer,

está intimamente ligado a elevação de temperatura do enrolamento.

Sabemos que o motor pode acionar cargas de potência bem acima

de sua potência nominal. O que acontece, porém, é que, se esta

sobrecarga for excessiva, isto é, for exigida do motor uma potência

muito acima daquela para a qual for projetado, o aquecimento

normal será ultrapassado e a vida do motor será diminuída, podendo

ele, até mesmo, queimar-se rapidamente.

Aquecimento do Enrolamento - A potência útil fornecida pelo motor

na ponta do eixo é menor que a potência que o motor absorve da

linha de alimentação, isto é, o rendimento é sempre inferior a 100%.

A diferença entre as duas potência representa as perdas que são

transformadas em calor, o qual aquece o enrolamento e deve ser

dissipado para fora do motor, para evitar que a elevação de

temperatura seja excessiva P R O F . L U I Z C A R L O S 71

Page 72: m Aquinas Eletric As

Vida útil de uma máquina de corrente contínua

Se não considerarmos as peças que se desgastam devido ao uso,

como escovas e rolamentos, a vida útil de uma máquina CC é

determinada pelo material isolante. Este é afetado por muitos

fatores, como umidade, vibrações, ambientes corrosivos e outros.

Dentre todos estes fatores o mais importante é a temperatura de

trabalho dos materiais isolantes. A vida útil da máquina é reduzida

pela metade a cada 8oC de operação acima da temperatura nominal

da classe. Quando falamos em diminuição da vida útil do motor

não nos referimos apenas às temperaturas elevadas, quando o

isolante se queima e o enrolamento é destruído de repente. Vida útil

da isolação em termos de temperatura de trabalho, bem abaixo

daquela em que o material se queima, refere-se ao envelhecimento

gradual do isolante, que vai se tornando ressecado perdendo o

poder isolante, até que não suporte mais a tensão aplicada e

produza o curto-circuito. P R O F . L U I Z C A R L O S 72

Page 73: m Aquinas Eletric As

Sentido de Rotação

As máquinas podem funcionar em ambos os sentidos

de rotação, horário e anti-horário. Para inverter o

sentido de rotação do motor, deve-se inverter a

polaridade da ligação da armadura ou do campo. A

inversão de ambos não trará resultado. Normalmente

considera-se o sentido horário, visto pelo lado

acionado (lado do eixo).

P R O F . L U I Z C A R L O S 73

Page 74: m Aquinas Eletric As

Regime de Serviço - É o grau de regularidade da carga a que o motor é

submetido. Os motores normais são projetados para regime contínuo,

em que a carga é constante por tempo indefinido e igual a potência

nominal do motor.

Os regimes padronizados são:

-Regime contínuo (S1)- Funcionamento a carga constante de duração

suficiente para que se alcance o equilíbrio térmico.

-Regime de tempo limitado (S2)- Funcionamento a carga constante,

durante um certo tempo, inferior ao necessário para atingir o equilíbrio

térmico, seguido de um período de repouso de duração suficiente para

restabelecer a igualdade de temperatura com o meio refrigerante.

-Regime intermitente periódico (S3)- Sequência de ciclos idênticos,

cada qual incluindo um período de funcionamento a carga constante e

um período de repouso. Neste regime o tempo entre uma partida e

outra deve ser suficientemente grande para que o calor gerado na

partida não afete o ciclo seguinte. P R O F . L U I Z C A R L O S 74

Page 75: m Aquinas Eletric As

-Regime intermitente periódico com partidas (S4)- Sequência de ciclos

de regime idênticos, cada qual consistindo de um período de partida, um

período de funcionamento a carga constante e um período de repouso. O

calor gerado na partida é suficientemente grande para afetar o ciclo

seguinte.

-Regime intermitente periódico com frenagens elétricas (S5)- Sequência

de ciclos de regime idênticos, cada qual consistindo de um período de

partida, um período de funcionamento a carga constante, um período de

frenagem elétrica e um período de repouso.

-Regime de funcionamento contínuo com carga intermitente (S6)-

Sequência de ciclos de regime idênticos, cada qual consistindo de um

período de funcionamento a carga constante e um período de

funcionamento em vazio, não existindo o período de repouso.

-Regime de funcionamento contínuo com frenagem elétrica (S7)-

Sequência de ciclos de regime idênticos, cada qual consistindo de um

período de partida, um período de funcionamento a carga constante e um

período de frenagem elétrica, não existindo o período de repouso. P R O F . L U I Z C A R L O S 75

Page 76: m Aquinas Eletric As

-Regime de funcionamento contínuo com mudança periódica na

relação carga/velocidade de rotação (S8)- Sequência de ciclos de

regime idênticos, cada qual consistindo de um período de partida e

um período de funcionamento a carga constante, correspondente a

uma velocidade de rotação pré-determinada, seguidos de um ou

mais períodos de funcionamento a outras cargas constantes,

correspondentes a diferentes velocidades de rotação. Não existe o

período de repouso.

-Regimes especiais- Quando a carga pode variar durante os

períodos de funcionamento, a escolha de um motor adequado deve

ser feita mediante consulta à fábrica.

P R O F . L U I Z C A R L O S 76

Page 77: m Aquinas Eletric As

Especificação de um Motor CC

Para a correta especificação do motor, são necessárias as

seguintes informações: potência nominal (kW), regime de

serviço ou descrição do ciclo de trabalho, velocidade nominal

(rpm), velocidade máxima com enfraquecimento de campo

(rpm), velocidade mínima de trabalho (rpm), tensão de armadura

(VCC), tensão de campo (VCC), fonte (CC pura com gerador ou

baterias, conversor trifásico ou monofásico), tensão da rede CA,

frequência da rede, grau de proteção da máquina ou

especificação da atmosfera ambiente, temperatura ambiente,

altitude, proteção térmica, sentido de rotação, sobrecargas

ocasionais e momento de inércia da carga.

P R O F . L U I Z C A R L O S 77

Page 78: m Aquinas Eletric As

Anormalidades em Serviço

Anomalia

Causas Prováveis

Providências

Motor não

arranca em

vazio

- Circuito de armadura interrompido.

- Bobinas de comutação ou armadura em

curto.

- Sistema de acionamento defeituoso.

- Porta-escovas fora da zona neutra.

- Circuito de campo interrompido.

- Examinar condutores de entrada e bornes.

- Identificar o curto circuito e recuperar.

- Verificar se há interrupção ou defeito no sistema

de acionamento.

- Ajustar a zona neutra.

- Eliminar a interrupção.

Não se

consegue dar

partida ao

motor

- Tensão diferente da tensão de placa.

- Mancal sem lubrificação ou preso.

- Sobrecarga.

- Execesso de atrito.

- Conferir a tensão e providenciar para que a

tensão de alimentação seja igual a tensão

nominal.

- Recondicionar o eixo, substituir revestimento do

mancal, lubrificando-o adequadamente.

- Verificar correntes dos enrolamentos e diminuir

a carga do motor.

- Examinar a lubrificação dos mancais.

O motor tenta

partir mas o

relé de

sobrecarga

atua,

desligando-o

- A partida foi dada com campo fraco ou nulo.

- O momento da torção do motor é

insuficiente para arrancar com carga.

- Tensão da linha baixa.

- Escovas deslocadas da posição neutra.

- Sobrecarga.

- Verificar se o reostato está ajustado

corretamente. Verificar se há algum enrolamento

aberto na bobina de campo. Verificar se as

conexões estão bem apertadas.

- Verificar a tensão com a indicada na placa.

Instalar um motor adequado a carga exigida.

- Verificar e retirar qualquer excesso de

resistência da linha de alimentação, ligações ou

circuitos de comando.

- Acertar as escovas na posição neutra.

- Verificar se a carga aplicada não excede a carga

admissível para o motor.

P R O F . L U I Z C A R L O S 78

Page 79: m Aquinas Eletric As

Anomalia

Causas Prováveis

Providências

Aquecimento

anormal em

serviço

- Sobrecarga.

- Volume de ar refrigerante não é suficiente.

- Curto circuito nos enrolamentos de armadura

e campo.

- Tampa de inspeção do lado do ventilador

aberta.

- Testar tensão e corrente. Eliminar a sobrecarga.

- Verificar o sentido de rotação da ventilação.

Limpar dutos de ar e/ou filtros. Substituir os

filtros se necessário.

- Verificar os enrolamentos e os pontos de solda.

Reparar as bobinas.

- Fechá-la.

Aquecimento

anormal dos

rolamentos

- Excesso de graxa.

- Graxa em mau estado ou incorreta.

- Rolamento em mau estado.

- Velocidade ou carga excessiva.

- Retirar o excesso.

- Relubrificar com graxa correta.

- Substituir rolamento.

- Diminuir velocidade ou retirar graxa excessiva.

Faiscamento

nas escovas

quando o

motor enfrenta

carga

- Comutador ovalizado.

- Superfície do comutador muito suja.

- Formação de estrias sobre a superfície do

comutador.

- Isolação entre lâminas saliente (mica).

- Mau contato entre o terminal da escova e

porta-escova.

- Escovas desgastadas.

- Tipo de escovas inadequadas.

- Arestas da escova quebrada.

- Escovas mal assentadas.

- Escovas presas nos alojamentos.

- Escovas fora da zona neutra.

- Curto-circuito entre lâminas do comutador.

- Pressão nas escovas insuficiente

- Usinar, rebaixar a mica e quebrar os cantos das

lamelas.

- Limpar o comutador.

- Adequar as escovas em função da carga.

- Rebaixar a mica e quebrar os cantos das

lamelas.

- Verificar, caso necessário, consultar a fábrica.

- Substituir por outra de mesmo tipo.

- Verificar que sejam usadas apenas escovas do

tipo especificado em função da carga.

- Substituir escovas.

- Lixar as escovas e amoldá-las inteiramente à

curvatura do comutador.

- Verificar a tolerância dimensional das escovas.

- Ajustá-las obedecendo a marcação.

- Identificar o curto-circuito e eliminá-lo.

- Ajustar corretamente a pressão da mola,

certificando-se que as escovas se movam

livremente no interior do porta-escovas.

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Anomalia

Causas Prováveis

Providências

Faiscamento

em todas as

escovas e em

um ou outro

braço do porta-

escovas

- Erro na distribuição das escovas.

- Distribuição desigual da corrente.

- Contato deficientes.

- Verificar a quadratura dos porta-escovas.

- Verificar uniformidade do entreferro dos pólos

de comutação.

- Reapertar os parafusos.

Projeção de

faíscas

- Partículas de impurezas se desprendem das

escovas ou lâminas e se inflamam.

- Limpar o comutador e todos os porta-escovas.

Se necessário adequar o tipo das escovas, em

função da carga.

Faiscamento

das escovas

quando

aumenta a

carga

- Sobrecarga

- Ajustar os valores de sobrecarga admissíveis.

Faiscamento

das escovas

quando a

rotação

aumenta muito

- Rotação excessiva.

- Ajustar corretamente a velocidade de rotação.

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