MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS

Apresentação em tema: "MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS"— Transcrição da apresentação:

1 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Eletrônica Industrial II Danila Juliana

2 Motores elétricos – mais importantes acionadores industriais
INTRODUÇÃO Motores elétricos – mais importantes acionadores industriais para qualquer potência ampla faixa de velocidade componentes padronizados elevado grau de automação industrial controle à distância fácil manutenção e reposição

3 MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS E TRIFÁSICOS:
INTRODUÇÃO MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS E TRIFÁSICOS: 95% do total de motores instalados nos setores: rural, industrial, comercial e residencial. 75% do total de potência instalada dos motores em geral.

4 TIPOS DE MOTORES ELÉTRICOS

5 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos de MIT: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

6 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
Estator (parte estática): chapas ferromagnéticas finas empilhadas e isoladas entre si. Rotor (parte móvel): núcleo ferromagnético laminado – enrolamento de condutores paralelos.

7 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS

8 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
Bobinas: localizadas em cavas abertas no estator e alimentadas pela rede de CA. Podem ser ligadas em triângulo (∆) ou estrela (Y).

9 ANALOGIA TRANSFORMADOR / MIT
Rotor  Secundário Estator  Primário

10 VISTA EXPLODIDA DOS DIVERSOS ELEMENTOS DO MOTOR
Motor Gaiola de Esquilo

11 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos de MIT: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

12 PRINCÍPIO BÁSICO DE OPERAÇÃO
Lei de Faraday: “Sempre que através da superfície abraçada por um circuito tiver lugar uma variação de fluxo, gera-se nesse circuito uma força eletromotriz induzida. Se o circuito é fechado será percorrido por uma corrente induzida”. Lei de Lenz: “O sentido da corrente induzida é tal que esta pelas suas ações magnéticas tende sempre a opor-se à causa que lhe deu origem”.

13 CAMPO MAGNÉTICO Correntes trifásicas aplicadas às bobinas do estator:
iA(t) = I.sen(ωt) [A] iB(t) = I.sen(ωt - 120º) [A] iC(t) = I.sen(ωt + 120º) [A]

14 CAMPO MAGNÉTICO A fmm produzida pelas correntes trifásicas é dada por:
ŢA(t) = I.sen(ωt) [A] ŢB(t) = I.sen(ωt - 120º) [A] ŢC(t) = I.sen(ωt + 120º) [A]

15 CAMPO MAGNÉTICO Para as três bobinas defasadas de 120º, temos:
Ţ(t) =1,5.N. I.sen(ωt) [A]

16 CAMPO MAGNÉTICO

17 DISPOSIÇÃO ESPACIAL DAS BOBINAS
Ponto 4

18 FORÇA RESULTANTE Ponto 1

19 FORÇA RESULTANTE Ponto 2

20 FORÇA RESULTANTE Ponto 3

21 REPRESENTAÇÃO DE ENERGIA DO MOTOR

22 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O número de pólos irá determinar a velocidade do campo girante. Velocidade de rotação do campo girante (Velocidade Síncrona): NS = velocidade do campo girante f = freqüência n = número de pólos

23 ESCORREGAMENTO Diferença de velocidade que existe entre a velocidade síncrona do campo magnético girante e a velocidade um pouco menor na qual gira o disco é chamada escorrega-mento: s = escorregamento NS = velocidade do campo girante NR = velocidade do rotor

24 ESCORREGAMENTO S = freqüência angular na corrente do estator
R = freqüência angular na corrente do rotor  = velocidade do rotor [rad/s]

25 CORRENTE SOLICITADA PELO MOTOR
O rendimento do motor é dado pela expressão: PMEC= Potência Mecânica PEL= Potência Elétrica A corrente nominal do motor, em amperes, pode ser obtida da seguinte expressão : V = tensão entre fases fp = fator de potência K = constante igual a para trifásico HP = potência mecânica no eixo

26 FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA
Três condutores do rotor e sua relação com um campo magnético multipolar produzido por um enrolamento trifásico:

27 FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA
Corrente induzida Interação entre campos

28 TORQUE NO MOTOR DE INDUÇÃO
O Torque Desenvolvido em cada um dos condutores individuais do rotor na situação de motor parado: T = KT . Ø . IR . cos θR T = torque KT = constante de torque para o nº de pólos, enrolamento unidades empregadas etc Ø = fluxo produzido por cada pólo unitário do campo magnético girante que concatena o condutor do rotor IR . cos θR = componente da corrente do rotor em fase com Ø

29 TORQUE NO MOTOR DE INDUÇÃO
Torque de Partida TP = K . Ef2 Torque Máximo TMAX = (K . Ef2)/[2.(sT MAX.Xrb)2]

30 CIRCUITO EQUIVALENTE PARA MOTOR DE INDUÇÃO
O motor de indução pode ser analisado como um transformador contendo um entreferro e tendo uma resistência variável no secundário. por fase

31 CIRCUITO EQUIVALENTE MODIFICADO

32 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

33 CURVA CARACTERÍSTICA

34 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

35 PERDAS NO MIT Perdas Elétricas Perdas Magnéticas Perdas Mecânicas
Perdas Parasitas

36 PERDAS ELÉTRICAS do tipo R.I2 Aumentam com a carga
Para reduzir – aumenta-se a seção dos condutores do estator e do rotor

37 PERDAS MAGNÉTICAS Lâminas e ferro do estator e do rotor Devidas a:
- efeito histerese - correntes induzidas (de Foucault) Variam com a densidade de fluxo e a freqüência Para reduzir: - aumenta-se a seção do ferro (estator e rotor) - utiliza-se lâminas delgadas - melhoramento dos materiais magnéticos

38 PERDAS MECÂNICAS Devidas a: - fricção por atrito - ventilação
- oposição do ar Para reduzir – aperfeiçoar o sistema de ventilação

39 PERDAS PARASITAS Stray losses ou perdas extraviadas Devidas a:
- fuga do fluxo - distribuição de correntes não uniforme - imperfeições mecânicas - irregularidade na densidade de fluxo do ar Para reduzir: - otimização do projeto do motor - produção mais dedicada

40 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos de MIT: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

41 TIPOS DE MIT MIT tipo Gaiola de Esquilo MIT tipo Rotor Bobinado

42 MIT TIPO GAIOLA DE ESQUILO

43 ROTOR DO GAIOLA DE ESQUILO
robusto barato rápida produção não exige coletor rápida ligação à rede

44 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Construção do induzido mais: - rápida - prática - barata Torque de arranque reduzido em relação a corrente absorvida pelo estator

45 MIT TIPO ROTOR BOBINADO

46 CARACTERÍSTICAS Funcionamento
Regime nominal – elementos do rotor em curto-circuito Para potências muito elevadas Preferencialmente quando as velocidades de serviço são variáveis

47 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
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48 TIPOS DE PARTIDA DO MIT Tipo Gaiola de Esquilo: correntes de partida de 5 a 10 vezes a corrente nominal Partida direta – dispositivo de controle Partida indireta Após a aceleração do motor – tensão nominal restabelecida

49 SISTEMAS PARA PARTIDA INDIRETA
Partida com Chave Estrela-Triângulo Partida com Chave Compensadora Partida com Chave Estática (partida eletrônica) Partida com Chave Série-Paralelo

50 PARTIDA COM CHAVE ESTRELA-TRIÂNGULO
Ligação das bobinas do enrolamento do estator: - Y: no instante da partida - : durante toda a operação Para motores de 6 ou 12 terminais Manual ou automático

51 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Baixo custo Sem limite quanto ao número de manobras Correntes de linha de partida reduzidas Só para motores com 6 ou 12 terminais Ocupam muito espaço Tensão de linha = tensão em  do motor Correto ajuste do instante de comutação

52 PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA
Autotransformador trifásico com derivações de 50, 65 e 80% da tensão nominal Os terminais do estator não sofrem qualquer manipulação Para motores com qualquer número de terminais, ligados em estrela ou triângulo

53 PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA

54 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Tensão menor na comutação Variação do “tap” (de 65 para 80% da tensão) Limitação da freqüência de manobra Em relação a chave Y-: - maior - mais cara para uma mesma potência

55 PARTIDA COM CHAVE ESTÁTICA
Dispositivos de estado sólido de potência (tiristor) O valor RMS da tensão é controlado pelo ângulo de disparo do tiristor 3 conjuntos de pares de tiristores antiparalelos

56 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Variação suave do torque e da corrente Não apresenta componentes móveis que geram arco Aumento da vida útil do dispositivo de partida Número reduzido de partidas por hora Maior complexidade

57 PARTIDA COM CHAVE SÉRIE-PARALELO
Somente para motores com 9 ou 12 terminais Ligação dos terminais do enrolamento: - em série: durante a partida - em paralelo: a plena carga Para ligações Y-YY e - Reduz a corrente de partida a 25% do seu valor para partida direta Somente para partida a vazio

58 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos de MIT: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

59 OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO PRÁTICA
Lubrificação Verificação periódica Limpeza Condições ambientais

60 LUBRIFICAÇÃO Reduzir ao mínimo a fricção do procedimento
Lubrificante adequado: - perdas por fricção elevada - curto período de vida dos procedimentos Cuidado com o excesso de massa lubrificante Lubrificantes sintéticos

61 VERIFICAÇÃO PERIÓDICA
Temperatura Condições elétricas e mecânicas do motor Visualizar o uso e a erosão dos componentes Inspeção de 6 em 6 meses

62 LIMPEZA E CONDIÇÕES AMBIENTAIS
Limpar a carcaça de motores que operam em ambientes com pó abundante Um aumento de 25° na temperatura do motor aumenta as perdas Joule em cerca de 10%

63 MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS
Características Construtivas Princípio Básico de Operação Curva Característica do MIT Perdas no MIT Tipos de MIT: Gaiola de Esquilo e Rotor Bobinado Tipos de Partida do MIT Operação e Manutenção Prática Aplicações

64 APLICAÇÕES Grande aplicação (industriais e domésticas) - robustez
- baixo preço - arranque fácil - não possui coletor - não produz faísca - manutenção reduzida Motor Monofásico – para baixas potências (1 a 2 kW) Motor Polifásico – para potências superiores

65 APLICAÇÕES

66 APLICAÇÕES

67 APLICAÇÕES