Motores Elétricos

MOTORES ELÉTRICOS

1.0 INTRODUÇÃO

O motor elétrico é uma máquina que transforma energia elétrica em energia mecânica de utilização.

Os motores elétricos são divididos em dois grandes grupos, tomada a forma da tensão como base: corrente contínua e alternada. Para melhor visualizar os diferentes tipos de motores elétricos, analisar a fig. 1.1. A seguir será descrito resumidamente cada tipo apresentado na figura mencionada.

Figura 1.1 Classificação dos Motores Elétricos

1.1. MOTORES DE CORRENTE CONTINUA

Funcionam pela ação de um campo magnético, produzido pela excitação dos pólos do motor com a corrente continua. São muito utilizados nas indústrias quando se faz necessário manter o controle fino da velocidade num processo qualquer de fabricação. Como exemplo, pode-se citar a indústria de papel.

A variação de velocidade desses motores é conseguida de diversos modos, sendo os mais comuns à variação de tensão aplicada ao induzido e a variação do fluxo no entreferro pela redução da corrente de campo.

A modificação no valor de tensão é feita variando-se as resistências dispostas em serie, com o emprego de um reostato, isto é, resistor ou conjunto unitário de resistores interligados cuja resistência de saída pode ser variada de maneira continua ou por degraus.

Os motores de corrente continua, conforme sua modalidade construtiva são classificados em motores shunt, motores serie e motores compound.

Motores shunt: São empregados quando as características de partida (torque, tempo de aceleração) não são muito severas. O conjugado é proporcional à corrente absorvida e a velocidade de operação devera manter-se aproximadamente constante. São usados no acionamento de turbo-bombas, ventilados, esteiras transportadoras.

Motores serie: Neles a velocidade varia com a carga, e o conjunto de partida é muito grande. Por isto são muito empregados em tração elétrica, em guindastes, pontes rolantes, compressores, etc. Não podem demarrar me vazio, isto é, sem carga resistente.

Motores compound: reúnem as características dos dois tipos anteriores, portanto, corrente de partida elevada e velocidade de operação aproximadamente constante. Usados em calandras, bombas alternativas, etc.

Como a corrente fornecida pela rede de energia elétrica é alternada, os motores CC necessitam de equipamentos para a retificação da corrente, os quais podem ser estáticos ou rotatórios.

1.2. MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA

São dois tipos mais empregados:

- Motores síncronos

- Motores assíncronos ou de indução

Encontra-se no Anexo A, uma explicação envolvendo os conceitos de física para detalhar como ocorre o funcionamento de um motor de indução.

Antes de procedermos a uma caracterização destes motores, façamos uma consideração sobre a rotação dos mesmos.

Em eletrotécnica, demonstra-se que o número de rotações dos motores de corrente alternada e a formação do campo girante dependem:

Da freqüência f do sistema que fornece a energia elétrica. No Brasil, a legislação pertinente estabeleceu a freqüência em 60 hertz.

Do numero de pólos do motor. A rotação síncrona de um motor em rpm é o numero de rotação com que, para dados valores do numero de pólos e da freqüência, ele é suscetível de girar. Chamado de p o numero de pólos do motor, teremos:

1.1

Assim, teremos quando f for igual a 60Hz.

Tabela 1.1 Rotação síncrona em função do número de pólos, para a freqüência de 60 Hz

p

Número de pólos n

Rotação Síncrona

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

24 3600

1800

1200

900

7200

600

514

450

400

360

300

Nos motores síncronos, a rotação do eixo é igual à rotação síncrona, daí seu nome. Dentro dos limites aceitáveis de trabalho do motor, a velocidade praticamente não varia com a carga.

São usados em compressores de grande potência turbo-bombas, grupos motor-gerador, ventiladores de grande capacidade.

Nos motores assíncronos, ocorre um deslizamente ou defasagem em relação à rotação síncrona, pois eles funcionam a uma velocidade menor que a síncrona, de modo que as rotações dos motores referidos na Tabela 1.1 passam a ser, respectivamente, 3500 rpm, 1750, 1150, 700 etc. O deslizamento ou escorregamento, designado pela letra S, é expresso por:

1.2

1.2.1 MOTORES SÍNCRONOS

Nestes motores, o estator é alimentado com corrente alternada, enquanto o rotor é com corrente continua proveniente de um excitatriz, que é um pequeno dínamo(CC) normalmente montado no próprio eixo do motor. Não possuem condições de partida própria, de modo que, para demarrarem e alcançarem a velocidades síncronas, necessitam de um agente auxiliar, que geralmente é um motor de indução, tipo gaiola. Após atingirem a rotação síncrona, conforme mencionamos, eles mantém a velocidade constante para qualquer carga, naturalmente, dentro dos