Texto-base - Motores Corrente Contínua (CC) e Corrente Alternada (CA) _ Teófilo Miguel de Souza_ INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS - EPP302

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1. MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
As máquinas de corrente contínua são utilizadas onde se requer controle fino de velocidade. A figura 1
apresenta as partes componentes de um motor de corrente contínua.
 
Figura 1: Croquis da máquina de corrente contínua.
 
1.1 Correção da reação da armadura
Para que o motor de corrente contínua tenha um bom desempenho sempre, é necessário fazer a
correção da armadura, que consiste em:
- Enrolamento compensador nas sapatas polares
- Interpolo – circuito em série com o da armadura
- Deslocamento mecânico das escovas
 
1.2 Tipos de motores de corrente con�nua (DC)
Os principais tipos de motor de corrente contínua são:
- motores pequenos: máquinas ferramentas
TEXTO-BASE
Motores Corrente Con�nua (CC) e Corrente Alternada (CA) - Teófilo
Miguel de Souza
- motores de velocidade controlada
- motores de tração elétrica
 
Motor série
A figura 2 apresenta o diagrama elétrico do motor série de corrente contínua com suas partes principais.
 
 
Figura 2: Diagrama elétrico – motor série.
 
- Usado normalmente para tração elétrica, como por exemplo, em bonde, trem, metrô, guindaste etc.
 
Motor Shunt (paralelo)
A figura 3 apresenta o diagrama elétrico do motor shunt de corrente contínua com suas partes
principais.
 
Figura 3: Diagrama elétrico – motor shunt (paralelo).
 
- Usado onde se necessita de fina regulagem de velocidade.
 
Shunt: (Paralelo)•
Compound•
Motores DC série•
Motor compound (composto: série + shunt)
A figura 4 apresenta o diagrama elétrico do motor compound de corrente contínua com suas partes
principais.
 
Figura 4: Diagrama elétrico – motor compound (composto, série e paralelo).
 
- Uso industrial, ou seja, onde é requerido torque e boa regulagem de velocidade.
 
1.3 Estudo do motor shunt –DC
A figura 5 apresenta o diagrama elétrico do motor shunt de corrente contínua simplificado, visando os
cálculos do circuito elétrico.
 
Figura 5: Circuito do motor shunt.
 
Sendo:
 – Resistência de campo 
 – Resistência da armadura 
 – Força contra eletromotriz – tensão no eixo
 – Corrente de linha (ou de entrada) – 
 – Corrente de campo (ou do indutor) – 
 – Corrente de armadura (ou no induzido) – 
 : tensão de linha = Tensão de campo 
= Potência solicitada da rede 
 
Fórmulas:
 (A)
 (A)
 (W)
= Potência solicitada da rede 
 
 
 Potência consumida (ou dissipada) no enrolamento de campo.
 
 Potência consumida nos enrolamentos da armadura.
 queda de tensão na armadura. 
 
Observação: 
 
 
 
1.4 Cálculo do Torque (ou conjugado)
 
 torque 
 potência 
 
 
 
 
1.5 Rendimento eletromecânico
O rendimento eletromecânico do motor de corrente contínua pode ser expresso por:
Valor Prático do rendimento eletromecânico 
 
 
 
 
 
1.6 Corrente a Plena Carga
 
A corrente a plena carga pode ser calculada através da equação:
 
 
 
Há uma relação entre carga, conjugado (torque), velocidade, corrente da armadura e Força contra
eletromotriz de acordo com a rotação inicial e nominal. Essa relação pode ser observada através
da tabela 1.
 
Carga Conjugado
(torque)
Velocidade Corrente da armadura
Início de rotação Alta Alto Baixa Alta 0
Rotação Nominal Baixa Baixo Alta Baixa Alta
Tabela 1- Relação entre carga, conjugado, velocidade, corrente de armadura e força contra eletromotriz ( de
acordo com a rotação inicial e nominal).
 
 
2 MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA
 
2.1 Motores trifásicos AC
São motores ligados a uma rede de alimentação trifásica.
 A entrada de energia elétrica alternada se faz através do estator, sendo que o rotor não recebe
esta energia.
 O estator dos motores trifásicos são praticamente iguais. No entanto, há uma diferença entre os
motores e ela é encontrada no rotor.
 
2.2 Tipos de motores de corrente alternada
 
2.2.1 Motor síncrono
A alimentação no estator é feita com corrente alternada para criação do campo magnético girante.
O rotor é alimentado com corrente contínua por uma fonte externa ou retificação da corrente alternada
contínua.
A figura 1 apresenta um modelo representativo de um motor síncrono.
 
Figura 1: Motor síncrono.
 
 
Sincronismo do motor síncrono:
O rotor tem a mesma velocidade do campo magnético girante do estator.
 
Sendo:
 frequência em Hertz
 número de polos (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20,22).
 rotação em RPM
 
Pólos n( ) n( )
2 3600 RPM 300 RPM
4 1800 RPM 1500 RPM
6 1200 RPM 1000 RPM
8 900 RPM 750 RPM
10 720 RPM 600 RPM
Tabela 1- Relação entre número de pólos e rotações
 
Vantagem do motor síncrono:
- Velocidade constante até a carga máxima.
 
Desvantagem do motor síncrono:
- Alto custo;
- Manutenção difícil e cara;
- Não é autossuficiente na partida, sendo necessário um rotor tipo gaiola para colocá-lo em movimento;
- Necessidade de obtenção da C.C. para alimentar o rotor.
 
2.2.2 Motor assíncrono (motor de indução)
Os rotores não giram à mesma velocidade do campo magnético girante.
O estator é igual ao do motor síncrono, assim como a alimentação de corrente alternada.
 Tipos:
- Motor gaiola ou em curto-circuito
- Motor de rotor bobinado ou em anéis.
 
Motor gaiola ou em curto-circuito
A figura 2 apresenta um modelo representativo de um motor assíncrono com rotor em curto circuito.
 
Figura 2: Motor rotor gaiola.
 
O campo magnético girante no estator passa com o seu fluxo magnético através dos condutores do rotor
em curto.
O fluxo magnético induz uma corrente no rotor. Esta corrente induzida cria seu próprio campo magnético
que interage com o campo magnético girante do estator colocando o rotor em movimento.
 
Vantagem do motor gaiola:
- Baixo custo;
- Pouca manutenção;
- Não tem escovas e anéis;
- É o tipo mais utilizado, não necessitando de dispositivos especiais de alimentação;
- Fácil instalação.
 
Desvantagem do motor gaiola:
- Corrente alta na partida (9 a 15 vezes o valor da corrente nominal);
- Não há possibilidade de variação diretamente em sua velocidade. Precisa de outros dispositivos como
o inversor de frequência.
 
Motores de indução com rotores em anéis bobinados
 
A figura 3 apresenta o esquema representativo de um motor assíncrono de rotor bobinado (em
anéis).
 
Figura 3: Motor assíncrono de rotor bobinado (em anéis).
 
 
O campo magnético no estator passa com seu fluxo magnético através dos condutores do rotor
bobinado. O fluxo magnético induz uma alta corrente no roto. Esta corrente cria seu campo magnético
que interage com o campo magnético girante do estator, dando origem ao giro do rotor.
A corrente é limitada graças ao grupo de resistores, principalmente no instante de partida.
Vantagem do motor assíncrono de rotor bobinado:
- Velocidade variável dentro de certos limites;
- Baixa corrente de partida.
Desvantagem do motor assíncrono de rotor bobinado:
- Custo elevado;
- Manutenção difícil e cara, pois as escovas e os anéis desgastam-se;
- Grupo de resistores.
 
Escorregamento (todos os motores de indução)
 
 
Sendo:
 Escorregamento
 velocidade do rotor 
Observação: Na prática 
 
3 MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA MONOFÁSICOS – AC
 
Existem dois tipos:
- Motores de indução
- Motores Série AC/DC (universais)
 
Motores de indução
São motores utilizados em locais que necessita pequena potência. Também são mais baratos que os
outros tipos de motores. Geralmente são de rotores tipo gaiola com dispositivos especiais de partida
porque a corrente monofásica não gera um campo magnético girante.
 
Motor de indução monofásico - partida a capacitor:
A figura 4 apresenta um motor de indução monofásico partida com capacitor.
 
Figura 4: Motor de indução monofásico partida com capacitor.
 
 
O capacitor em série com o enrolamento partidaé usado para provocar uma defasagem entre os dois
enrolamentos (principal e partida). Assim produz dois campos magnéticos defasados um do outro o
suficiente à partida do motor.
Observação: a chave centrífuga abre após o início do movimento; quando desliga o motor, ela fecha.
 
Motor de indução de polo distorcido (polo sombreado):
A figura 5 apresenta um motor de indução de polo distorcido (polo sombreado).
 
Figura 5: Motor de indução de polo distorcido.
 
Consegue-se o efeito do campo magnético girante, dando-se uma construção especial no estator. Este
tipo de motor possui polos salientes. Além disso, parte de cada sapata polar é circundada por uma cinta
de cobre. Estes polos salientes e a cinta provocam uma deformação no campo, tal que, o rotor comece a
girar.
 
Motor série de corrente alternada (universais ou AC/DC)
A figura 6 apresenta um motor série de corrente alternada (universais ou AC/DC).
 
Figura 6: Motor série de corrente alternada.
 
 
Único motor que a corrente alternada passa pelo rotor diretamente. A corrente alternada periodicamente
inverte o sentido. Quando o motor série for aumentado pela corrente alternada a corrente do campo e da
armadura são invertidas ao mesmo tempo, portanto, o motor continua a girar no mesmo sentido.
Geralmente é fabricado com potências menores de (potência fracionária) .
- A velocidade varia com a carga;
- O conjugado (torque) de partida é alto;
- O rendimento varia de ;
- Aplicações: máquina de furar eletrodomésticos.
 
4 APLICAÇÕES DOS MOTORES AC
- Máquinas ferramentas: motores AC/DC universais;
- Pequenas potências e baixo custo de instalação: (P<15 HP) à motores AC monofásicos.
- Eletrificação rural. Motor AC monofásico – 230 V;
- Potência maior que 1HP. Em geral, motor AC trifásico – assíncrono.
- Grandes máquinas a velocidade constante. Motor AC trifásico- síncrono.
 
5 CARACTERÍSTICAS E IDENTIFICAÇÃO DOS MOTORES AC
Potência mecânica (HP ou CV).1.
 
 
Motor trifásico rotor gaiola – placa de identificação.
 
Marca, tipo e modelo (fabricante).2.
Tensão nominal (V)3.
Frequência 4.
Número de fases5.
Corrente nominal 6.
Rotação nominal (rpm) (número de polos).7.
Categoria B: Baixo conjugado de partida. C: Alto conjugado de partida.8.
Fator de serviço: número pelo qual multiplica-se a potência do motor, obtendo uma potência
maior sem prejudicar a vida útil. .
9.
Elevação de temperatura: “elevação de temperatura de ”.10.
Tipo de carcaça: aberta, fechada, à prova de respingos e poeiras etc.11.
Utilização: funcionamento horizontal ou vertical.12.
Acoplamento: direto, flexível, correias, correntes.13.
Tipos de serviço: intermitente, contínuo.14.
Motor monofásico rotor gaiola– placa de identificação.
 
 
6 CÁLCULO DE CORRENTE A PLENA CARGA NOS MOTORES AC
 
Motores trifásicos AC – síncrono ou assíncrono com rotor gaiola ou rotor bobinado.
 
 
Quando:
 
Motores monofásicos AC/DC ou AC – síncrono
 
 
Onde:
 = potência mecânica (watts)
 corrente a plena carga (A)
 tensão da linha de alimentação (V)
 geralmente maior ou igual a 0,92
 rendimento eletromecânico
Observações:
1) 1 cv = 736W; 1 HP = 746W
2) As correntes a plena carga são geralmente fornecidas pelo fabricante.
 
 
7 FECHAMENTO DOS TERMINAIS DOS MOTORES AC
 
7.1 Fechamento dos terminais de motores trifásicos
Motor de 6 terminais: permitem 2 fechamentos
 
a) Fechamento ESTRELA funciona em tensão de 380 volts. A figura 1 apresenta o esquema de
fechamento estrela.
 
 Figura 1: Fechamento estrela.
 
b) Fechamento TRIÂNGULO funciona em voltagem de 220 volts. A figura 2 apresenta o esquema de
fechamento triângulo.
 
 
 Figura 2: Fechamento triângulo.
 
Motor de 12 terminais: permite ligações em 4 tensões
 
a) 
A figura 3 apresenta o esquema de ligação .
 
Figura 3: Ligação em 4 tensões.
 
 
b) 
A figura 4 apresenta o esquema de ligação duas estrelas.
 
Figura 4: Ligação duas estrelas.
 
 
 
c) 
A figura 5 apresenta o esquema de ligação triângulo.
 
Figura 5: Ligação triângulo.
 
d) 
A figura 6 apresenta o esquema de ligação estrela.
 
Figura 6: Ligação estrela.
 
 
Fechamento de motores com 9 terminais
Funcionam em 2 tensões:
a) 
A figura 7 apresenta o esquema de ligação dois triângulos.
 
Figura 7: Ligação dois triângulos.
 
b) 
A figura 8 apresenta o esquema de ligação estrela.
 
Figura 8: Ligação estrela.
 
7.2 Fechamento de motores monofásicos de 4 e 6 pontas
 
Monofásico de 4 terminais 
Para inverter a rotação deve-se permutar (trocar) a terminal 3 pelo 4. Veja a figura 9. Observação:
funcionam em 110 ou 220 volts.
 
Figura 9: Monofásico 4 terminais.
 
Monofásico de 6 terminais
- 110 V: A figura 10 apresenta o esquema de ligação monofásico de 6 terminais 110V:
 
 
Figura 10: Monofásico de 6 terminais 110V.
 
- Para inverter a rotação deve-se permutar (trocar) a ponta 5 pela 6.