Elétrica básica

Motor de indução trifásico

O motor de indução trifásico (figura 1) é composto fundamentalmente de duas partes:

estator e rotor.

Figura 1

Estator

• Carcaça ( 1 ) - 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 ( 2 ) - as chapas são de aço magnético, tratatas termicamente

para reduzir ao mínimo as perdas no ferro.

• Enrolamento trifásico ( 8 ) - três conjuntos iguais de bobinas, uma para cada fase,

formando um sistema trifásico ligado à rede trifásica de alimentação.

Rotor

• Eixo ( 7 ) - transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. É tratado

termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga.

• Núcleo de chapas ( 3 ) - as chapas possuem as mesmas características das chapas

do estator.

• Barras e anéis de curto-circuito ( 12 ) - são de alumínio injetado sob pressão numa

única peça.

Outras partes do motor de indução trifásico:

• Tampa ( 4 )

• Ventilador ( 5 )

• Tampa defletora ( 6 )

• Caixa de ligação ( 9 )

• Terminais ( 10 )

• Rolamentos ( 11 )

2

O foco desta apostila é o motor de gaiola , cujo rotor é constituído de um conjunto de

barras não isoladas e interligadas por anéis de curto-circuito. O que caracteriza o motor

de indução é que só o estator é ligado à rede de alimentação. O rotor não é alimentado

externamente e as correntes que circulam nele, são induzidas eletromagneticamente pelo

estator, donde o seu nome de motor de indução.

Princípio de funcionamento - campo girante

Quando uma bobina é percorrida por uma corrente elétrica, é criado um campo

magnético dirigido conforme o eixo da bobina e de valor proporcional à corrente.

Figura 2.a Figura 2.b Figura 2.c

a) Na figura 2.a é indicado um enrolamento monofásico atravessado por uma

corrente I, e o campo H é criado por ela; o enrolamento é constituído de um par de pólos

(um pólo norte e um pólo sul ), cujos efeitos se somam para estabelecer o campo H. O

fluxo magnético atravessa o rotor entre os dois pólos e se fecha através do núcleo do

estator.

Se a corrente I é alternada, o campo H também é, e o seu valor a cada instante será

representando pelo mesmo gráfico da figura 2.c, inclusive invertendo o sentido em cada

meio ciclo.

O campo H é pulsante pois, sua intensidade varia proporcionalmente à corrente,

sempre na mesma direção norte-sul.

b) Na figura 2.b é indicado um enrolamento trifásico , que é formado por três

monofásicos espaçados entre si de 120o. Se este enrolamento for alimentado por um

sistema trifásico, as correntes I1, I2 I3 criarão, do mesmo modo, os seus próprios campos

magnéticos H1, H2

e H3. Estes campos são espaçados entre si de 120o. Além disso, como

são proporcionais às respectivas correntes, serão defasados no tempo, também de 120o

entre si e podem ser representandos por um gráfico igual ao da figura 3. O campo total

H resultante, a cada instante, será igual à soma gráfica dos três campos H1, H2 e H3

naquele instante.

Figura 3

3

Na figura 4, representamos esta soma gráfica para seis instantes sucessivos.

Figura 4

No instante ( 1 ), a figura 3, mostra que o campo H1 é máximo e os campos H2 e H3 são

negativos e de mesmo valor, iguais a 0,5. Os três campos são representados na figura 4 (

1 ), parte superior, levando em conta que o campo negativo é representado por uma seta

de sentido oposto ao que seria normal; o campo resultante (soma gráfica) é mostrado na

parte inferior da figura 4 ( 1 ), tendo a mesma direção do enrolamento da fase 1.

Repetindo a construção para os pontos 2, 3, 4, 5 e 6 da figura 3, observa-se que o campo

resultante H tem intensidade constante , porém sua direção vai girando , completando

uma volta no fim de um ciclo. Assim, quando um enrolamento trifásico é alimentado

por correntes trifásicas, cria-se um campo girante , como se houvesse um único par de

pólos girantes, de intensidade constante. Este campo girante, criado pelo enrolamento

trifásico do estator, induz tensões nas barras do rotor (linhas de fluxo cortam as barras

do rotor) as quais geram correntes, e conseqüentemente, um campo no rotor, de

polaridade