Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Tipos de Motores Elétricos Motores elétricos são dispositivos que convertem energia elétrica em energia mecânica, geralmente operando de maneira eletromagnética. De maneira geral, os motores elétricos são divididos em duas grandes classes: –Motores de Corrente Contínua (DC). –Motores de Corrente Alternada (AC).

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Tipos de Motores AC Motores AC MonofásicosPolifásicosGaiola Bobinado GaiolaBobinadoInduçãoSíncronosIndução Síncronos Histerese Relutância Ímã Permanente Fase dividida Capacitor de Partida Capacitor Perm. Duplo Capacitor Pólos Sombreados

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor de Indução Trifásico - MIT Michael Faraday e James Clerk Maxwell já conheciam o princípio do campo girante por volta de Nikola Tesla patenteia o motor de indução bifásico – Michael von Dolivo-Dobrowlsky inventa o motor trifásico de gaiola. O MIT foi a primeira carga exclusivamente AC e deu origem à Segunda Revolução Industrial.

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Campo Girante e Escorregamento

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Vantagens e Desvantagens Vantagens –Baixo custo de aquisição –Baixo custo de manutenção –Torque de partida não nulo –Robustez –Disponível em potências de ¼ HP a mais de HP Desvantagens –Controle de velocidade difícil –Corrente de partida elevada –Fator de potência baixo e sempre indutivo

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor em Gaiola de Esquilo O motor com rotor em gaiola de esquilo ( squirrel cage ) é o mais comum e mais robusto dos motores de indução para potências até 500 HP (373 kW). A ausência de contato elétrico entre o rotor e o exterior torna este motor bastante econômico e de baixa manutenção. A maior desvantagem é a dificuldade do controle de velocidade sem uso de dispositivos eletrônicos (inversores).

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br A Gaiola de Esquilo do MIT Fonte: A gaiola é um conjunto de barras curto-circuitadas por anéis. Não há contato elétrico com o exterior. A gaiola pode ser construída em alumínio, cobre ou liga de cobre. O núcleo do rotor é formados por lâminas de aço silício.

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rotor em Gaiola - Corte Fonte: Wikipedia GNU

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor em Gaiola – Vista em Corte Fonte: The University of Western Australia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Gaiola de Alumínio A gaiola em alumínio injetado é usada desde a década de 1930, tendo atingido grande desenvolvimento na década de 1960, com a linha de motores Custom 8000, da GE, e é usada em motores de aplicação geral entre 1 e 250 HP. O alumínio se funde a 650°C. Quando se solidifica, comprime o pacote de lâminas. As barras são soldadas aos anéis usando- se solda MIG (Metal Inert Gas). Fonte:

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Vantagens da Gaiola de Alumínio Segundo a GE, a gaiola de alumínio apresenta as seguintes vantagens: –A tensão das barras mantém a compressão do pacote de lâminas. –O movimento da gaiola é eliminado. –As barras podem ser dimensionadas livremente. –O peso e a inércia do rotor são reduzidos. –A resistência elétrica do rotor é maior, mas o custo é menor do que o de rotores de cobre.

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Construção do Motor de Gaiola

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor em Gaiola de Alumínio

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rotor em Gaiola – HP

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Gaiola de Cobre Motores com gaiola de cobre existem desde a década de 1930, mas a tecnologia de gaiola de cobre injetado só foi desenvolvida no início do século XXI. As maiores barreiras dizem respeito à necessidade de cobre de elevada pureza e à dificuldade em se evitar a fratura dos moldes, devido ao elevado ponto de fusão do cobre (1100 °C). Fonte:

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Vantagens da Gaiola de Cobre Testes indicam que a gaiola de cobre reduz as perdas no rotor entre 14% e 20%. A temperatura de trabalho do motor é reduzida, facilitando a ventilação. O rendimento pode ser elevado entre 1% e 3%, mas estima-se que rendimentos ainda maiores possam ser obtidos com projetos adequados das barras do rotor. Fonte:

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rotores com Gaiola de Cobre Fonte: Teco-Westinghouse

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Fabricação de Rotor de Cobre Fonte: Teco-Westinghouse

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor de Anéis O motor de anéis ou motor bobinado (em Portugal, “motor enrolado”) é mais usado em potências elevadas (P>500 HP) ou quando se exige elevado torque de partida. O motor de anéis foi, durante muito tempo, a única forma de se controlar a velocidade de um MIT. Os anéis, posicionados no rotor, permitem o controle da corrente de rotor por meio de um reostato externo.

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rotor de Anéis Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Montagem dos Anéis e Escovas Fonte:ABB

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Montagem de Motor de Anéis Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Outro Rotor de Anéis Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Mais um Rotor de Anéis Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Fabricação dos Anéis Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rotor de Anéis - ¼ HP Fonte: McMaster University

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Estator de um MIT Fonte: Wikipedia GNU

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Dentes de um Estator Fonte: Wikipedia GNU

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Lâmina de um Rotor Fonte: Wikipedia GNU

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Estator de MIT – HP, 2,3 kV Fonte: WEG Maior carcaça de ferro fundido já construída. Exportado para o Chile.

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Estator Bipolar – 4000 HP 4 kV, 3585 rpm. Usado em operações de bombeamento Fonte: Joliet Equipment

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Laminação Típica – Rotor e Estator

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor em Gaiola Bipolar – HP Fonte: Joliet Equipment HP - 13,2 kV, Rotor em Gaiola

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Impregnação a Vácuo (VPI) Processo usado para evitar vazios entre as bobinas e o estator. Fonte: Joliet Equipment

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Efeito da Saturação A vazio Rotor bloqueado Simulação numérica de um MIT tetrapolar em gaiola

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Motor de Anéis – CV – 6,6 kV Fonte: Data Engenharia

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br MIT HP – 6,6 kV, 50 Hz Fonte: WEG Motor MGF 710B. Usado em estação de bombeamento da Argentina. Motores MGF de 6,6 kV podem ter potências de até HP

Prof. Alvaro Augusto www.alvaroaugusto.com.br Rendimentos de Motores Tetrapolares