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MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof. Sandro Tiago Pereira

Maquinas - Motores

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MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof. Sandro Tiago Pereira

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Introdução

Tipos de motores

Motor de Corrente Contínua DC

Motor de Corrente Alternada AC

Monofásico

Universal

Trifásico

Fechamento de motores

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

INTRODUÇÃO

A rotação inerente aos motores elétricos é a base do funcionamento de muitas máquinas e

eletrodomésticos. Por vezes, esse movimento de rotação é óbvio, como nos ventiladores ou

batedeiras de bolos, mas frequentemente permanece um tanto disfarçado, como nos

agitadores das máquinas de lavar roupas ou nos 'vidros elétricos' das janelas de certos

automóveis.

Motores elétricos são encontrados nas mais variadas formas e tamanhos, cada qual

apropriado à sua tarefa. Não importa quanto torque ou potência um motor deva

desenvolver, com certeza, você encontrará no mercado aquele que lhe é mais satisfatório.

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Page 4: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

INTRODUÇÃO

Alguns motores operam com corrente contínua (CC / DC) e podem ser alimentados

quer por pilhas/baterias quer por fontes de alimentação adequadas, outros

requerem corrente alternada (CA / AC) e podem ser alimentados diretamente pela

rede elétrica domiciliar. Há até mesmo motores que trabalham, indiferentemente, com

esses dois tipos de correntes.

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Page 5: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

INTRODUÇÃO

Motor elétrico é a máquina destinada a transformar energia elétrica em energia

mecânica. O motor de indução é o mais usado de todos os tipos de motores, pois

combina as vantagens da utilização de energia elétrica, baixo custo, facilidade de

transporte, limpeza e simplicidade de comando, com sua construção simples, custo

reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos, e

melhores rendimentos.

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Page 6: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

TIPOS DE MOTORES

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

TIPOS DE MOTORES

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

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Page 9: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

TIPOS DE MOTORES

Motor Síncrono

É um motor elétrico cuja velocidade de rotação é proporcional à frequência da sua alimentação.

Este motor pode ter seu rotor constituído por um eletroimã e ser alimentado por CC(corrente contínua) ou constituído por imãs permanentes. Como o campo magnético do rotor independe do campo magnético do estator, quando o campo magnético do rotor tenta se alinhar com o campo magnético girante do estator, o rotor adquire velocidade proporcional a frequência da alimentação do estator e acompanha o campo magnético girante estabelecido no mesmo, sendo por este motivo denominado síncrono. O aumento ou diminuição da carga não afeta sua velocidade. Se a carga ultrapassar os limites nominais do motor, este pára definitivamente

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

TIPOS DE MOTORES

Motor Assíncrono

É um motor elétrico de corrente monofásica ou trifásica, cujo rotor não está excitado pelo estator e a velocidade de rotação não é proporcional à frequência da sua alimentação (a velocidade do rotor é menor que a do campo girante, devido ao escorregamento).

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

TIPOS DE MOTORES

Motores de Corrente Contínua

São motores de custo mais elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum, em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites, e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso, seu uso é restrito a casos especiais, em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação.

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA (DC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (AC)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

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 (devido ao seu alto custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invariável.

Motor de indução: Funciona normalmente com 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. Atualmente, é possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de inversores de frequência.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Motores de Corrente Alternada

Motor assíncrono

Quando os enrolamentos localizados nas cavas do estator são sujeitos a uma corrente alternada, gera-se um campo magnético no estator. Por consequência no rotor surge uma força eletromotriz induzida devido ao fluxo magnético variável que atravessa o rotor. Esta f.e.m. induzida dá origem a uma corrente induzida no rotor que tende a opor-se à causa que lhe deu origem, criando assim um movimento giratório no rotor.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 33: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Os motores monofásicos são assim chamados, porque os seus enrolamentos de

campo são ligados diretamente a uma fonte monofásica. Os motores de indução

monofásicos são a alternativa natural aos motores de indução trifásicos, nos locais

onde não se dispõe de alimentação trifásica, como residências, escritórios, oficinas e

em zonas rurais. Apenas se justifica a sua utilização para baixas potências (1 a 2 KW).

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 34: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Tipos de Motores de indução monofásicos:

Motor de Pólos Sombreados;

Motor de Fase Dividida;

Motor de Condensador de Partida;

Motor de Condensador Permanente;

Motor com dois Condensadores.

Motor Universal

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 35: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE PÓLOS SOMBREADOS

O motor de pólos sombreados, também chamado de motor de campo distorcido (ou

shaded pole), graças ao seu processo de arranque, é o mais simples, fiável e

econômico dos motores de indução monofásicos. Construtivamente existem diversos

tipos, sendo que uma das formas mais comuns é a de pólos salientes. Cada pólo vai

ter uma parte (em geral 25% a 35% do mesmo) é abraçada por uma espira de cobre

em curto-circuito.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 36: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE PÓLOS SOMBREADOS

A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso

em relação ao fluxo da parte não abraçada pela mesma.

O resultado disto ‚ semelhante a um campo girante que se move na direção da parte

não abraçada para a parte abraçada do pólo, produzindo o torque que fará o motor

partir e atingir a rotação nominal.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE PÓLOS SOMBREADOS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 38: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE FASE DIVIDIDA

Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque), ambos

defasados de 90 graus. O enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o

torque necessário para a rotação inicial e a aceleração. Quando o motor atinge uma

rotação predeterminada, o enrolamento auxiliar‚ é desligado da rede através de uma

chave que normalmente é atuada por uma força centrífuga (chave ou disjuntor centrífugo)

ou em casos específicos, por relé de corrente, chave manual ou outros dispositivos

especiais. Como o enrolamento auxiliar é dimensionado para atuar apenas no arranque, se

não for desligado logo após o arranque danifica-se.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE FASE DIVIDIDA

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 40: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CONDENSADOR DE PARTIDA

É um motor semelhante ao de fase dividida. A principal diferença reside na inclusão de um

condensador eletrolítico em série com o enrolamento auxiliar de arranque. O condensador

permite um maior ângulo de defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e

auxiliar, proporcionando assim, elevados torques de arranque. Como no motor de fase

dividida, o circuito auxiliar é desligado quando o motor atinge entre 75% a 80% da

velocidade síncrona. Neste intervalo de velocidades, o enrolamento principal sozinho

desenvolve quase o mesmo torque que os enrolamentos combinados.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 41: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CONDENSADOR DE PARTIDA

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 42: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CONDENSADOR PERMANENTE

Neste tipo de motor, o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente

ligados, sendo o condensador do tipo eletrostático. O efeito deste condensador é o de criar

condições de fluxo muito semelhantes às encontradas nos motores polifásicos,

aumentando, com isso, o torque máximo, o rendimento e o fator de potência, além de

reduzir sensivelmente o ruído.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 43: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CONDENSADOR PERMANENTE

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 44: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR COM DOIS CONDENSADORES

É um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores: arranque como o do motor de

condensador de partida e funcionamento em regime idêntico ao do motor de condensador

permanente. Porém, devido ao seu alto custo, normalmente são fabricados apenas para

potências superiores a 1 cv.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 45: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR COM DOIS CONDENSADORES

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

Page 46: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 47: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Os motores do tipo universal podem funcionar tanto com corrente contínua quanto com corrente alternada, daí a origem de seu nome, porém os que se destinam a correntes alternadas, (apesar de funcionarem em correntes continuas não devem ser ligados nessa corrente pois cada motor é feito para ser ligado em um determinado tipo de corrente, os detalhes construtivos influenciam no funcionamento do motor, que nesse caso centelharia muito e levaria a queima do mesmo).

O motor universal é o motor monofásico cujas bobinas do estator são ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes ( escovas ). Esses dois contatos, por sua vez, ligam em série o estator e o rotor .

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 48: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

A construção e o princípio de funcionamento do motor universal são iguais ao do motor em serie de corrente contínua. Quando o motor universal é alimentado por corrente alternada, a variação do sentido da corrente provoca variação no campo, tanto do rotor quanto do estator. Dessa forma, o conjugado continua girar no mesmo sentido inicial, não havendo inversão do sentido de rotação normal.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 49: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

O motor universal apresenta características construtivas semelhantes as do motor CC. Ele possui armadura, coletor, escovas e um enrolamento de campo fixo ao estator.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 50: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 53: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 54: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 55: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

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MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS

MOTOR UNIVERSAL

Page 56: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 57: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

O motor de indução trifásico é o tipo mais utilizado, tanto na indústria como no ambiente

doméstico, devido a maioria dos sistemas atuais de distribuição de energia elétrica serem

trifásicos, de corrente alternada.

A utilização de motores de indução trifásicos é aconselhável a partir dos 2 KW, para

potências inferiores justifica-se o uso de monofásicos.

O motor de indução trifásico apresenta vantagens ao monofásico, como o arranque mais

fácil, menor nível de ruído e menor preço para potências superiores a 2KW.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 58: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

O rotor do motor precisa de um torque para iniciar o seu giro. Este torque (momento)

normalmente é produzido por forças magnéticas desenvolvidas entre os pólos

magnéticos do rotor e aqueles do estator. Forças de atração ou de repulsão,

desenvolvidas entre estator e rotor, 'puxam' ou 'empurram' os pólos móveis do rotor,

produzindo torques, que fazem o rotor girar mais e mais rapidamente, até que os

atritos ou cargas ligadas ao eixo reduzam o torque resultante ao valor 'zero'. Após

esse ponto, o rotor passa a girar com velocidade angular constante.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 59: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

Tanto o rotor como o estator do motor devem ser 'magnéticos', pois são essas forças

entre pólos que produzem o torque necessário para fazer o rotor girar. 

Todavia, mesmo que ímãs permanentes sejam frequentemente usados,

principalmente em pequenos motores, pelo menos alguns dos 'ímãs' de um motor

devem ser 'eletroímãs'. 

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 60: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 61: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Conteúdo 1- ESTRUTURA E PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES ELÉTRICOS

TÓPICO 1 – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MO

TO

R D

E IN

DU

ÇÃ

O T

RIFÁ

SIC

O

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Page 62: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 63: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 64: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 65: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 66: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO EM MOTORES TRIFÁSICO

 Motor trifásico, é um motor elétrico que usa corrente alternada trifásica para girar o campo

magnético do estator.

Eles possuem três conjuntos de enrolamentos equidistantes no estator. A primeira fase da

corrente trifásica entra no primeiro conjunto de enrolamentos para criar um campo

eletromagnético. Isto faz com que o estator gire conforme mostrado. À medida que a

voltagem cai na primeira fase, acumula-se na segunda fase. Esta voltagem cria um campo

eletromagnético no segundo conjunto de enrolamentos.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 67: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO EM MOTORES TRIFÁSICO

O estator gira outros 60.°À medida que a voltagem na segunda fase cai, a voltagem

se acumula na terceira fase, criando um campo eletromagnético no terceiro conjunto

de enrolamentos. O estator gira outros 60°. À medida que a voltagem cai na terceira

fase, a voltagem se acumula novamente na primeira fase. A corrente alternada

inverte a polaridade do campo eletromagnético, fazendo com que o ciclo de giros

continue

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 68: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO EM MOTORES TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 69: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

O motor assíncrono é constituído basicamente pelos seguintes elementos:

Um circuito magnético estático, constituído por chapas ferromagnéticas empilhadas e

isoladas entre si, ao qual se dá o nome de estator;

por bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de

corrente alternada;

por um rotor constituído por um núcleo ferromagnético, também laminado, sobre o qual

se encontra um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais são

induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das bobinas do estator.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 70: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

O rotor é apoiado num veio, que por sua vez transmite à carga, a energia mecânica

produzida. O entreferro (distância entre o rotor e o estator) é bastante reduzido, de

forma a reduzir a corrente em vazio e, portanto, as perdas, mas também para

aumentar o fator de potência em vazio. Como exemplo, apresentamos a "projeção"

dos diversos elementos do motor assíncrono de rotor, em gaiola de esquilo.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 71: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 72: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 73: Maquinas - Motores

Comandos Elétricos e Sensores

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Conteúdo 1- ESTRUTURA E PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES ELÉTRICOS

TÓPICO 4

ESTRUTURA DOS MOTORES

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Page 74: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 75: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICASMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MO

TO

R D

E IN

DU

ÇÃ

O T

RIFÁ

SIC

O

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Page 76: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

ESTATOR

Um estator é um grupo de enrolamentos cilíndricos que produz um campo eletromagnético.

O estator consiste em:

carcaça do estator

núcleo do estator

enrolamentos do estator

camisa dos mancais.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 77: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

ESTATOR

CARCAÇA DO ESTATOR

A carcaça do estator é a maior fonte de potência mecânica de todo o motor. Ela suporta o núcleo do estator, oferecendo apoio para o rotor e o eixo, e é o ponto de união normal entre o motor e a sua base.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 78: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTATOR

NÚCLEO DO ESTATOR

O núcleo do estator é formado de uma grande quantidade de finas laminações de aço silício nas quais os enrolamentos do estator estão enrolados.

Uma laminação é uma fina chapa de aço. O núcleo do estator reforça o campo magnético produzido pelos enrolamentos do

estator.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 79: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

ESTATOR

ENROLAMENTOS DO ESTATOR

Os enrolamentos do estator são bobinas de fio isolado através das quais a corrente pode

passar. Os enrolamentos do estator criam os campos eletromagnéticos giratórios aos quais o rotor

responde. As bobinas estão ligadas e formadas de modo a atender às dimensões específicas do

estator e aos respectivos pólos do estator.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 80: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

ESTATOR

CAMISA DOS MANCAIS

A camisa dos mancais são placas metálicas que ficam em cada extremidade do

motor. A camisa dos mancais abriga os mancais do eixo e mantém o rotor na

posição correta dentro do estator.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 81: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

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Page 82: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Conteúdo 1- ESTRUTURA E PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES ELÉTRICOS

TÓPICO 2

ESTRUTURA DOS MOTORES

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)M

OTO

R D

E IN

DU

ÇÃ

O T

RIFÁ

SIC

O

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Page 83: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORESROTOR

Um rotor é um conjunto de enrolamentos que giram dentro do estator. Um rotor consiste no seguinte:

núcleo do rotor enrolamentos do rotor anéis de fechamento eixo do rotor.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

83

Page 84: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA ROTOR

Diversos são os tipos de motores elétricos existentes e os mais utilizados na indústria é o motor de

indução. Estes motores tem geralmente rotores do tipo gaiola de esquilo dado que o enrolamento

do rotor é constituído de barras de cobre ou alumínio dispostas circularmente e fechadas por anéis

do mesmo metal (anéis de fechamento) onde as barras condutoras se engastam dando rigidez a

estrutura, resultando em uma geometria lembrando uma gaiola de esquilo.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

84

Page 85: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

ROTOR

NÚCLEO DO ROTOR

O núcleo do rotor reforça o campo eletromagnético gerado pelos enrolamentos do

rotor. O núcleo do rotor consiste em camadas (laminações) de chapas de aço ajustadas ao eixo do

rotor. As laminações possuem fendas de forma a permitir que os enrolamentos do rotor se

encaixem com segurança em volta do núcleo

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

85

Page 86: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

ROTOR

ENROLAMENTOS DO ROTOR

Os enrolamentos do rotor são barras sólidas, geralmente de cobre ou alumínio, sendo curto

circuitadas pelos anéis de fechamento do rotor. Estas barras são fundidas nas fendas dentro do

núcleo do rotor formando assim uma gaiola. Quando a corrente elétrica flui através dos

enrolamentos do rotor, é gerado um campo eletromagnético. O campo eletromagnético interage

com o campo eletromagnético gerado pelos enrolamentos do estator para produzir energia

mecânica.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

86

Page 87: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

ROTOR

ANÉIS DE FECHAMENTO

Os anéis de fechamento são anéis lisos, que atuam como terminais elétricos. Estes estão localizados

em cada extremidade dos condutores do rotor e são feitos do mesmo material dos condutores do rotor

aos quais estão conectados. As barras do rotor estão ligadas aos anéis coletores para formar um

circuito elétrico fechado. Acorrente elétrica que passa pelo circuito fechado gera o campo

eletromagnético do rotor.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

87

Page 88: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

ROTOR

EIXO DO ROTOR

O eixo do rotor está localizado no centro do rotor e se estende além do núcleo do rotor para fora

da carcaça do estator, onde fica apoiado por mancais nas camisas dos mancais. O eixo está

conectado à bomba, por exemplo, através de um acoplamento.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

88

Page 89: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

89

Page 90: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Conteúdo 1- ESTRUTURA E PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS MOTORES ELÉTRICOS

TÓPICO 2

ESTRUTURA DOS MOTORES

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

90

Page 91: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

VENTILADOR PARA REFRIGERAÇÃO

Um ventilador fica acoplado a uma extremidade do rotor, conforme mostra a Figura 15. À

medida que o rotor gira, o ventilador faz o ar circular pelo rotor e pelos enrolamentos do

estator para mantê-los frios.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

91

Page 92: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA

MANCAIS

Um mancal é um dispositivo que fica em uma base de montagem fixa que sustenta o eixo e permite que ele gire.

Os mancais evitam que o eixo do motor faça movimentos axiais (movimentos ao longo do eixo) ou radiais (movimentos laterais ao eixo). O eixo gira sobre uma posição fixa.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

92

Page 93: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

ESTRUTURA DOS MOTORES

CARCAÇAS

A carcaça é o envoltório que envolve o motor.

A carcaça evita a ação do tempo e a penetração de objetos estranhos, assegurando que nada vai atingir e danificar as peças girantes do motor. A carcaça também abriga o sistema de ventilação que resfria o motor durante o funcionamento. Existem três tipos principais de carcaças:

Protegido contra o tempo segundo a Norma NEMAII

Ventilação Forçada a partir da Base

Ventilação Forçada a partir da parte Superior

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

93

Page 94: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Este é o motor mais utilizado na indústria, atualmente. Tem a vantagem de ser mais

econômico em relação aos motores monofásicos, tanto na sua construção como na

sua utilização. Além disso, escolhendo o método de arranque ideal, tem um leque

muito maior de aplicações.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

94

ROTOR GAIOLA

Page 95: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

O motor com rotor em gaiola de esquilo tem um rotor constituído por barras de cobre ou de alumínio colocadas nas ranhuras do rotor. As extremidades são unidas por um anel também de cobre ou de alumínio.

Entre o núcleo de ferro e o enrolamento de barras não há necessidade de isolação, pois as tensões induzidas nas barras do rotor são muito baixas.

Esse tipo de motor apresenta as seguintes características:

◦ · velocidade que varia de 3 a 5% à vazio até a plena carga;

◦ · ausência de controle de velocidade;

◦ · possibilidade de ter duas ou mais velocidades fixas;

◦ · baixa ou média capacidade de arranque, dependendo do tipo de gaiola de esquilo do rotor (simples ou dupla).

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

95

ROTOR GAIOLA

Page 96: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

Esses motores são usados para situações que não exigem velocidade variável e que possam partir com carga. Por isso são usados em moinhos, ventiladores, prensas e bombas centrifugas, por exemplo.

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

96

ROTOR GAIOLA

Page 97: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

97

ROTOR GAIOLA

Page 98: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

98

ROTOR GAIOLA

Page 99: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

O motor com rotor bobinado trabalha em rede de corrente alternada trifásica. Permite um arranque vigoroso com pequena corrente de partida.Ele é indicado quando se necessita de partida com carga e variação de velocidade, como é o caso de compressores, transportadores, guindastes e pontes rolantes.O motor de rotor bobinado é composto por um estator e um rotor.O estator é semelhante ao dos motores trifásicos tipo gaiola. Apresenta o mesmo tipo de enrolamentos, ligações e distribuição que os estatores de induzido em curto.

ROTOR BOBINADO

99

Page 100: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

O rotor bobinado usa enrolamentos de fios de cobre nas ranhuras, tal como o estator.O enrolamento é colocado no rotor com uma defasagem de 120º, e seus terminais são ligados a anéis coletores nos quais, através das escovas, tem-se acesso ao enrolamento.

ROTOR BOBINADO

100

Page 101: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

Ao enrolamento do rotor bobinado deve ser ligado um reostato (reostato de partida) que permitirá regular a corrente nele induzida, Isso torna possível a partida sem grandes picos de corrente e possibilita a variação de velocidade dentro de certos limites.O reostato de partida é composto de três resistores variáveis, conjugados por meio de uma ponte que liga os resistores em estrela, em qualquer posição de seu curso.

ROTOR BOBINADO

101

Page 102: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

O motor trifásico de rotor bobinado é recomendado nos casos em que se necessita de partidas a plena carga. Sua corrente de partida apresenta baixa intensidade: apenas uma vez e meia o valor da corrente nominal.É também usado em trabalhos que exigem variação de velocidade, pois o enrolamento existente no rotor, ao fazer variar a intensidade da corrente que percorre o induzido, faz variar a velocidade do motor.

Deslizamento maior que os demais motores; Relação de 3:1 entre parâmetros de operação do estator e do rotor; Maior custo em relação ao motor tipo gaiola.

ROTOR BOBINADO

102

Page 103: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

ROTOR BOBINADO

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Page 104: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

ROTOR BOBINADO

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Page 105: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

ROTOR BOBINADO

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Page 106: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR CA SÍNCRONO

O motor síncrono de CA apresenta a mesma construção de um alternador, e ambos têm o rotor alimentado por CC. A diferença é que o alternador recebe energia mecânica no eixo e produz CA no estator; o motor síncrono, por outro lado, recebe energia elétrica trifásica CA no estator e fornece energia mecânica ao eixo.

Esse tipo de motor apresenta as seguintes características:

· velocidade constante (síncrona);· velocidade dependente da frequência da rede;· baixa capacidade de arranque.

106

Page 107: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR CA SÍNCRONO

A energia elétrica de CA no estator cria o campo magnético rotativo, enquanto o rotor, alimentado com CC, age como um ímã.Um ímã suspenso num campo magnético gira até ficar paralelo ao campo.Quando o campo magnético gira, o ímã gira com ele. Se o campo rotativo for intenso, a força sobre o rotor também o será. Ao se manter alinhado ao campo magnético rotativo, o rotor pode girar uma carga acoplada ao seu eixo.

107

Page 108: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR CA SÍNCRONO

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Page 109: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

MOTOR DE CORRENTE ALTERNADA (CA)

MOTOR CA SÍNCRONO

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Page 110: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

110

FECHAMENTO DE MOTORES

Page 111: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES

TÓPICOS

1. FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

2. FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

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Page 112: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

Os motores trifásicos podem apresentar 6 ou 12 terminais, sendo cada par de terminais referente a uma bobina.

Os terminais são numerados como a seguir:

112

Page 113: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

Ligações em estrela ( Y ) e em triângulo

Cada bobina do motor trifásico deve receber 220V em funcionamento normal, exceto

se for motor especial para alta tensão.

O motor de 6 terminais pode ser ligado em 220V ou em 380V; O motor de 12

terminais pode ser ligado em 220V, 380V, 440V, ou 760V.

113

Page 114: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

A tensão com que se pode alimentar o motor depende da forma como são associadas

suas bobinas.

Tal ligação pode ser estrela (Y) ou triangulo (∆), sendo que em triângulo, as bobinas

recebem a tensão existente entre fases, e em estrela, as bobinas recebem tal tensão

dividida por raiz quadrada 3.

114

Page 115: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

As bobinas do motor de 6 terminais podem ser associadas em triangulo (para

funcionar em 220V) ou em estrela (para funcionar em 380V ou para partir em 220V).

As bobinas do motor de 12 terminais podem ser ligadas de diversas formas diferentes:

Triângulo paralelo (220V) , estrela paralelo (380V), triângulo serie (440V) e em estrela

série (760V).

Observe-se que em paralelo as tensões são as mesmas do motor de 6 terminais e em

série as tensões são dobradas.

115

Page 116: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

Na maioria dos casos os motores possuem 6 pontas de cabos em sua caixa de ligação.

O fechamento em triângulo proporciona o fechamento na menor tensão suportada,

por exemplo: um motor que suporte 380v e 220v o fechamento em triângulo será

para o 220v.

116

Page 117: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

117

Page 118: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

FECHAMENTO EM ESTRELA

Como vimos, a maioria dos motores apresentam 6 pontas, e para podermos ligá-lo ao

maior nível de tensão disponível, devemos fechá-lo em estrela.

Este fechamento é basicamente simples e mais fácil que o triângulo. Veja a seguir, a

ilustração deste fechamento.

118

Page 119: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS

FECHAMENTO EM ESTRELA

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Page 120: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

Dentre os tipos de motores elétricos disponíveis no mercado um que se destaca é o motor de 12 pontas. este tipo de motor disponibiliza doze terminais de interligação que faz com que possamos alimentá-lo com até quatro níveis diferentes de tensão, por exemplo:

220V 380V 440V 760V

120

Page 121: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

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Page 122: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

Para cada nível de tensão requerido teremos uma forma de realizar o fechamento de suas bobinas. são basicamente quatro tipos de fechamento, são eles:

DUPLO TRIÂNGULO (220V)

DUPLO ESTRELA (380V)

TRIÂNGULO (440V)

ESTRELA (760V)

122

Page 123: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO DUPLO TRIÂNGULO

Este tipo de fechamento fará com que seja possível a conexão motor na menor tensão

suportada por ele, em nosso exemplo 220V. Partindo do pressuposto que independente da

tensão de alimentação, o motor de 12 pontas sempre receberá em seus Enrolamentos o

mesmo nível de tensão e que em nosso exemplo, cada bobina permanecerá com 220V,

temos abaixo o esquema elétrico de um fechamento para a tensão de 220V que por sinal é

a menor tensão que este motor suporta:

123

Page 124: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO DUPLO TRIÂNGULO

124

Page 125: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO DUPLO ESTRELA

Neste fechamento temos a disposição das bobinas do motor a fim de alimentá-lo com uma

tensão de 380V. Por se tratar do mesmo motor, temos que levar em consideração que cada

bobina do motor elétrico trifásico receberá um nível de tensão de 220V, desta maneira

vamos realizar o fechamento considerando as características de Tensão de Fase e Tensão

de Linha aplicado aos seu enrolamentos, observe:

125

Page 126: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO DUPLO ESTRELA

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Page 127: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

Quando a necessidade é interligar o motor a uma tensão de 440v, então realizamos o fechamento triângulo.

Levando em consideração as características apresentadas anteriormente, permitiremos através deste fechamento, que cada um dos enrolamentos receba o mesmo nível de tensão dos fechamentos duplo estrela e duplo triângulo, ou seja, 220v.

127

Page 128: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

TEMA 3: MOTORES ELÉTRICOS

Conteúdo 3 – FECHAMENTO DE MOTORES

TÓPICO 1

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

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Page 129: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM TRIÂNGULO

OBS.:

No fechamento em triângulo o motor será configurado, a fim de receber a tensão de

440v, observe que, teoricamente, a tensão de fase seria de 440v, mas o fato de

associarmos os enrolamentos em série, permite que esta tensão seja dividida entre os

dois enrolamentos, fazendo com que cada um receba 220v

129

Page 130: Maquinas - Motores

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM ESTRELA

Quando há necessidade de interligar o motor de 12 pontas em um nível elevado de tensão,

fazemos o uso do fechamento estrela para o motor de 12 pontas.

Levando em consideração as características apresentadas anteriormente, permitiremos

através deste fechamento, que cada um dos enrolamentos receba o mesmo nível de

tensão dos fechamentos duplo estrela e duplo triângulo, ou seja, 220v.

MÁQUINAS ELÉTRICAS

130

Page 131: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

FECHAMENTO DE MOTORES DE 12 TERMINAIS

FECHAMENTO EM ESTRELA

Observe que os conjuntos de bobinas são associados em série, a fim de garantir a

distribuição da tensão de fase de forma proporcional a cada uma.

131

Page 132: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

132

Page 133: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOS

MANUTENÇÃO DE MOTORES

133

Page 134: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Este tipo de intervenção é resultado normalmente da queima do motor por vários motivos: -travamento dos rolamentos com consequente queima por sobrecarga. -sobrecarga no motor e relé térmico mal ajustado ou com defeito. -falta de fase e novamente as proteções não atuando. -baixa isolação e disparo a massa por ambiente insalubre ou lavagem da área com água pela operação. -curto entre espiras por deterioração do verniz isolante. -disparo à massa por surto de tensão. -outras.

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

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Page 135: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Atualmente este tipo de intervenção é realizado fora da empresa, por terceiros. Porém é conveniente desmontar o motor antes dentro da empresa pelos seguintes motivos:

- sacar acoplamento para recolocá-lo no motor reserva.- análise do motor para comprovação dos motivos da queima para fins de histórico. -examinar os mancais para verificação de folgas e necessidade de embuchamento de tampas ou metalização do eixo, principalmente nos motores grandes. (motores pequenos trocam-se toda a tampa). Certos danos ocorridos em motores pequenos, associados à rebobinagem, inviabilizam o conserto do motor como: -quebra da carcaça ou dos pés do motor. -embaralhamento das lâminas de silício do estator ou rotor -eixo quebrado, etc...

Neste caso opta-se pela aquisição de um motor novo com as mesmas características. Algumas empresas já optam em não mais rebobinar motores de 1 CV ou menor.

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

135

Page 136: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

136

Page 137: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

ISOLAÇÃO DOS MOTORES

A norma ABNT NBR5383-1 Fev 2002 estabelece que a isolação mínima de um equipamento elétrico para que possa ser ligado sem risco de disparo à massa deve ser:

Assim: - para uma tensão de 440 volts, por exemplo, devemos ter no mínimo 1,44 MegaOhms. - para uma tensão de 4160 volts, por exemplo, devemos ter no mínimo 5,16 MegaOhms. Porém em rebobinagem de motores como se utilizam novos materiais, o bobinado será considerado novo após a rebobinagem, então padrões de exigência bem mais elevados são exigidos: -para motores de BT =100 vezes o mínimo estabelecido pela norma: Exemplo: em 440 volts, 144 MegaOhms. -Para motores de MT = 1000 vezes o mínimo estabelecido pela norma: Exemplo: em 4,16 kV, 5160 MegaOhms.

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

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Page 138: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

IMPREGNAÇÃO A VÁCUO Em motores de grande porte (MT) é utilizado o método de impregnação à vácuo, que permite uma isolação de melhor qualidade, desta forma um maior nível de isolação pode ser exigido. Este método é executado com o auxílio de autoclave. Autoclave consiste de um tanque ou reservatório onde o estator é colocado hermeticamente fechado, e com auxilio de uma bomba de vácuo é extraído todo o ar do reservatório. Após a retirada do ar, é aberta a válvula que permite a entrada do verniz isolante preenchendo todos os orifícios do bobinado não permitindo a permanência de nenhuma bolha de ar. Depois o verniz é novamente retirado do tanque e o estator vai para estufa para cura do verniz.

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

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Page 139: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

Os Serviços executados no estator (rebobinagem de bobinas de campo ou interpolos) seguem as mesmas orientações do motor assíncrono de indução. Se o induzido for rebobinado além das orientações sobre isolação se faz necessário o balanceamento sob dois pontos de simetria para eliminar vibrações o rotor. E a usinagem do coletor (alisamento) e rebaixamento da mica isolante entre as aletas do coletor (conforme orientações do fabricante) , troca de escovas com assentamento das mesmas

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

139

Page 140: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

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Page 141: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

MANUTENÇÃO CORRETIVA NÃO PLANEJADA

141

Page 142: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Esta ordem de serviço de manutenção pode como vimos anteriormente ter origens, motivos geradores.

-Troca de rolamentos -Rejuvenescimento do estator (baixa isolação) -limpeza do sistema de ventilação e pintura.

Independentemente do motivo original, uma manutenção completa será realizada neste motor, pois mesmo concluída deverá deixar o motor em estado de 0 km, quando deverá ser incluído no almoxarifado aguardando nova oportunidade para trabalhar em outra posição. Crítica ou não. A primeira etapa é remover a tampa traseira, o ventilador, placa de patrimônio e do fabricante, e encaminhar o motor para o jato de areia (micro esferas) e pintura.

MANUTENÇÃO PLANEJADA

142

Page 143: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Retornado da pintura executa-se a desmontagem do motor, com a remoção das tampas, separando o rotor do estator e lavando todas as peças com um solvente desengraxante que não ataca o verniz isolante do estator. Existem vários fabricantes no mercado que fabricam este produto não inflamável. Duas etapas distintas se agora são executadas:

Estator e rotor.

MANUTENÇÃO PLANEJADA

143

Page 144: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

REVISÃO DO ESTATOR (MOTOR ASSÍNCRONO):

Uma vez lavado e limpo efetua-se a medição da isolação do estator antes de por na estufa a 70ºC, e anota-se. Deixando-o aquecer até o dia seguinte quando se mede novamente a isolação e observa-se a elevação da isolação que normalmente é significativa.

Com a isolação elevada e o estator ainda a quente, aplica-se uma camada de verniz isolante para restaurar a degradação do isolamento e repõe-se o estator na estufa agora para secagem do verniz isolante. No dia seguinte retira-se o estator da estufa para esfriar, e com o estator à temperatura ambiente se faz a medição de isolação definitiva. Esta etapa repetira até se obter a isolação desejada.

MANUTENÇÃO PLANEJADA

144

Page 145: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

ÍNDICES DE ABSORÇÃO E POLARIZAÇÃO Os índices de absorção e polarização medem o envelhecimento da camada de isolação das bobinas do estator e sua medição é obtida com o megômetro da seguinte forma (RIOCELL 1993):

MANUTENÇÃO PLANEJADA

145

Page 146: Maquinas - Motores

MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

REVISÃO DO ROTOR (MOTOR ASSÍNCRONO):

Lavados e limpos, os rolamentos são extraídos, com auxílio de um saca-polia ou extrator hidráulico e sucateados. Uma vez requisitados os novos rolamentos os mesmos são aquecidos em panela de óleo quente ou aquecedor indutivo, sempre observando para que a temperatura não ultrapasse 70ºC para não danificar a graxa (rolamento blindado) e o próprio rolamento e colocados com as mãos sobre o eixo, sem necessidade de esforço.

MANUTENÇÃO PLANEJADA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Devem ser observados periodicamente os seguintes itens:

-Anotar na planilha de inspeção dados característicos do motor para feedback, como tag, número elétrico e número de inventário do mesmo.

-Lubrificar os rolamentos do motor periodicamente, de acordo com intervalos e quantidades de graxa recomendados pelo fabricante, definido pelas dimensões do rolamento, desde que o mesmo possua tubulação de renovação/evacuação de excesso de graxa. Motores de menor potência, com rolamentos de menores dimensões são fabricados com blindagem, e com graxa suficiente no seu interior para a vida útil estimada do mesmo.

MANUTENÇÃO PREVENTIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

Periodicamente os motores elétricos em operação devem ser revisados através de um plano de inspeção para garantir a continuidade do processo produtivo. Neste plano devem ser revisados os seguintes itens:

MANUTENÇÃO PREDITIVA NÃO INSTRUMENTALIZADA:

-Verificar a temperatura do motor tocando a mão na carcaça do mesmo para constatar que o mesmo não está acima de 70ºC (temperatura máxima recomendada pelo fabricante da graxa, pois acima de 70º o óleo se separa do sabão). Observação: se suportar manter a mão sobre o motor por alguns segundos, a temperatura está abaixo dos 70ºC. Se alguma alteração for observada, uma ordem de serviço corretiva planejada, para a limpeza do sistema de ventilação ou solução do problema deverá ser emitida, com prioridade de acordo com a criticidade do equipamento.

-Auscultar os rolamentos do motor elétrico com auxílio de uma ferramenta rígida, ou estetoscópio, para verificar o seu estado e estimar sua vida útil restante. Esta estimativa de vida útil se dá através do desenvolvimento dos sentidos do inspetor e dos conhecimentos adquiridos através da experiência.

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MANUTENÇÃO PREDITIVA NÃO INSTRUMENTALIZADA:

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MANUTENÇÃO PREDITIVA NÃO INSTRUMENTALIZADA:

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MANUTENÇÃO PREVENTIVA INSTRUMENTALIZADA:

- Verificar a temperatura da carcaça do motor medindo a mesma com um pirômetro digital para constatar que a mesma não está acima de 70ºC (temperatura máxima recomendada pelo fabricante da graxa, pois acima de 70º o óleo se separa do sabão).

Se alguma alteração for observada, uma ordem de serviço corretiva planejada, para a limpeza do sistema de ventilação ou solução do problema deverá ser emitida, com prioridade de acordo com a criticidade do equipamento.

- Inspecionar o estado dos rolamentos medindo o nível de ruído dos rolamentos, com auxílio de um medidor digital de vibração. Analisar as leituras e estimar a vida útil restante. A utilização e interpretação dos dados obtidos através do medidor de vibração dependem de cursos específicos, aliados a experiência do inspetor.

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MANUTENÇÃO PREVENTIVA INSTRUMENTALIZADA:

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

Os motores de corrente contínua devem receber o mesmo tratamento dos motores assíncronos trifásicos, porém, um item a mais s inspecionar são o comprimento das escovas, a existência de faiscamento e o estado da “Patina”. Patina é o filme que a escova forma sobre o anel coletor e é responsável pela comutação de modo que não haja o mínimo atrito entre escova e coletor na comutação.

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

COMUTAÇÃO

A Comutação depende da temperatura em que é realizada, do sistema de ventilação, da densidade de corrente que percorre as escovas e tipo de escova a ser utilizada.

A escova não pode ser muito abrasiva para não riscar o coletor e não muito macia para não se desgastar muito rápido. Deve trabalhar dentro da densidade de corrente para a qual foi fabricada. (ver especificação do fabricante).

O sistema de ventilação forçada deve introduzir sobre o comutador ar quente, não úmido, nem contaminado. O

sentido de circulação do ar deve ser sempre contrário, ou seja, entrar do lado contrário do motor e sair do lado da comutação. De modo que o ar aqueça enquanto percorre o interior do motor.

As tampas laterais do motor do lado da comutação normalmente são substituídas por tampas de acrílico, que permitem a inspeção das escovas e comutação com o motor em funcionamento.

A comutação bem feita é facilmente percebida, pois sobre o anel coletor forma-se o filme escuro, bem fino, uniforme e sem ricos.

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

COMUTAÇÃO

MANUTENÇÃO PREDITIVA

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MÁQUINAS ELÉTRICAS

MOTORES ELÉTRICOSMANUTENÇÃO DE MOTORES

O método mais comum de monitoramento é o controle da temperatura das bobinas do estator do motor através de sensores tipo PT100 inseridos no bobinado. A Elevação da temperatura fará atuar o alarme de sobreaquecimento e até mesmo desligar o motor.

MANUTENÇÃO DETECTIVA

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Máquinas Elétricas

Referências Bibliográficas:

- ALMEIDA, Jason E. de. Motores elétricos. 3 ed. Editora Hemus.

- ELETROBRÁS. Guia Operacional de Motores Elétricos versão 1.1 – 1998.

- KOSOW, Irving L. Máquinas elétricas e transformadores. Editora Globo.

- SIMONE, Gílio Aluísio. Máquinas de Indução Trifásicas. Editora Érica.

- SIMONE, Gílio Aluísio. Máquinas de Corrente Contínua. Editora Érica.