Motor Assíncrono Trifásico

MOTOR ASSÍNCRONO TRIFÁSICO

O motor assíncrono (ou de indução) trifásico é uma máquina que transforma energia elétrica em energia predominantemente mecânica. É o motor elétrico mais amplamente utilizado nas instalações industriais para acionamento de diversos tipos de equipamentos, como, por exemplo, bombas hidráulicas, ventiladores, compressores, centrífugas, talhas e pontes rolantes. Isto ocorre pelo fato de o motor de indução ser mais barato, mais fácil de instalar e operar, e proporcionar menos problemas de manutenção que os demais tipos de motores. Essas vantagens são consequências de sua construção mais simples, que dispensa alguns componentes como escovas e comutador. Este é o caso do rotor em “gaiola” que não precisa ser energizado diretamente pela rede externa.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS

Como qualquer motor elétrico, o motor de indução trifásico possui duas partes principais: o estator e o rotor. O estator é composto de carcaça, núcleo, enrolamento de campo e detalhes mecânicos. O rotor, por sua vez, possui eixo, núcleo, condutores curto-cicuitados entre si (rotor gaiola) e outros detalhes mecânicos.

O núcleo de material ferromagnético do estator é constituído por um conjunto de lâminas ou chapas de aço justapostas. Essas chapas têm alta permeabilidade magnética (baixa relutância) e o formato de uma coroa circular onde, no diâmetro interno, são executados entalhes ou ranhuras equidistantes que, no conjunto, irão constituir os “canais” onde se alojarão os condutores dos enrolamentos de campo. As lâminas são fixadas à carcaça após cuidadosa compressão. A carcaça tem a finalidade puramente mecânica de suporte.

O enrolamento de campo do estator é feito mais frequentemente com cobre esmaltado. O alumínio é pouco usado neste componente. As bobinas são enroladas e posteriormente colocadas nos canais ou ranhuras. Após a colocação de todas as bobinas, são feitas as ligações internas entre elas e ligados os fios que constituirão os terminais externos. Nas bobinas deve-se destacar que a parte ativa é aquela que está no interior do núcleo.

O rotor, tal como o estator, é constituído por um conjunto de lâminas de material ferromagnético. As lâminas são circulares com uma série de canais equidistantes situados perto da circunferência externa. O conjunto de lâminas ou chapas é mantido comprimido por meio de anéis e é fixado ao eixo por meio de uma chaveta. Tanto o núcleo do rotor como o do estator são feitos de chapas, ou seja, não são peças inteiriças, com o objetivo de diminuir a perda por correntes parasitas (correntes de Foucault).

Quanto ao enrolamento do rotor, existem dois tipos principais que dão origem ao “rotor em gaiola” (tipo mais comum) e ao “rotor bobinado”. No rotor em gaiola, alojam-se, nos canais, barras de cobre ou alumínio que são postas em curto-circuito nas duas extremidades. No rotor bobinado empregam-se bobinas, instaladas de forma adequada nos canais do núcleo, que são ligadas aos terminais externos por meio de anéis e escovas de grafite. Os motores de indução com rotor bobinado são empregados em algumas aplicações especiais.

Além dos componentes já citados neste texto, o motor de indução apresenta ainda alguns outros, aos quais podemos dar o título de detalhes mecânicos. Como exemplo podemos citar as tampas laterais, os rolamentos e os ventiladores.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

A ligação do motor de indução à rede externa é feita energizando-se diretamente os terminais dos enrolamentos do estator. Não há ligação elétrica direta entre o rotor e a rede. A aplicação de correntes alternadas trifásicas senoidais, defasadas de 120o elétricos entre si, aos enrolamentos de campo do estator, defasados de 120o geométricos entre si, produzem como resultado um campo magnético girante. A combinação entre as correntes trifásicas e a forma construtiva dos enrolamentos de campo é que proporciona a produção desse campo, que gira com uma velocidade denominada “síncrona”, que pode ser calculada pela equação:

120 . f

Ns =

p

onde:

Ns é a velocidade do campo girante do estator (velocidade síncrona), em rpm;

f é frequência da rede, em Hz;

p é o número de pólos do estator.

O campo girante criado no estator “corta” os condutores do rotor. Entra em ação a lei de Faraday. Esta lei fundamental do eletromagnetismo indica que, quando há movimento relativo entre um campo magnético e um condutor, surge tensão induzida entre