Motores eletricos AC

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Instalações elétricas – 18/05/2022 
Prof. Marco Aurélio Seluque Fregonezi 
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Motores elétricos AC 
 
Campus Alto Paraopeba 
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Capítulo 09 – Motores elétricos AC 
 
Há dois tipos de motores elétricos de corrente alternada quanto às fases: 
• Motor monofásico; 1; 1~; 
• Motor trifásico 3; 3~. 
 
Há dois tipos de motores elétricos de corrente alternada quanto ao rotor: 
• Motor de indução (rotor gaiola de esquilo) (squirrel-cage); 
• Motor de rotor bobinado. 
 
 
Figura 1. – Rotor gaiola de esquilo. 
 
 
Figura 2. – Rotor gaiola. 
 
 
Figura 3. – Gaiola de esquilo. 
 
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Figura 4. – Rotor bobinado trifásico. 
 
• O motor de rotor bobinado é mais indicado para um sistema monofásico por causa da com-
plexidade do sistema de coletores e escovas e porque nos sistemas monofásicos geralmente 
a potência instalada é menor; 
• Geralmente, a potência destes motores é medida em Watts e não em CV; 
• Esta opção apresenta todos os inconvenientes do motor com coletor e escovas; 
• Esse motor possui uma estrutura bastante semelhante à do motor de corrente contínua, 
com a diferença de que o estator também é bobinado. 
 
Desvantagens do motor AC de rotor bobinado: 
• Elevada produção de ruído acústico; 
• Elevada produção de ruído na rede elétrica (harmônicos); 
• Elevado desgaste mecânico; 
• Elevado custo de produção e de manutenção. 
 
Vantagens do motor AC de rotor bobinado: 
• Elevada relação potência/peso (ideal para eletroportáteis). 
• Elevada relação potência/volume; 
• Baixa inércia; 
• Obtenção de elevadas rotações, chegando a 10000RPM. 
 
Por causa de suas características, o motor AC de rotor bobinado é usado em aplicações de 
uso esporádico, como, por exemplo: 
• Furadeiras; 
• Liquidificadores; 
• Batedeiras; 
• Secadores de cabelos; 
• Aspiradores de pó. 
 
 
Figura 5. – Motores de rotor bobinado – liquidificador e furadeira. 
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Figura 6. – Motores de rotor bobinado – aspirador de pó e batedeira. 
 
O motor de indução existe, somente, na versão AC pelo mesmo motivo porque não existe 
transformador elétrico DC. Como não existe sistema de coletores e escovas, o sistema de acopla-
mento magnético estaria sujeito a uma corrente contínua e, por esse motivo, não funcionaria. O seu 
rotor é chamado de “gaiola de esquilo”. Este é o tipo de motor mais comum na indústria. 
 
Vantagens do motor indução (monofásico ou trifásico): 
• Baixo custo; 
o Não possui enrolamento de campo; 
o Não possui escovas; 
o Não possui coletores; 
• Baixa manutenção; 
• Alta inércia por causa do peso do rotor; 
• Baixa produção de ruído acústico (ruído dos rolamentos); 
• Baixa produção de ruído na rede elétrica (harmônicos). 
 
A maior fonte de ruído acústico nos motores de indução é o envelhecimento dos rolamentos. 
Em motores grandes, é preciso elaborar uma agenda de substituição programada dos rolamentos. 
 
• Não existe motor bifásico; 
• Um motor AC ligado a uma instalação bifásica é um motor monofásico; 
• Quando a instalação fornece uma ou duas fases, a única opção é usar um motor 1; 
• O motor de indução trifásico é melhor do que o motor de indução monofásico; 
• Nem todas as instalações elétricas são trifásicas, requerendo o uso de motores 1; 
• Além disso, o motor trifásico somente é oferecido para valores acima de 1/3CV, por razões 
puramente comerciais; 
• Quando a potência é muito baixa, o custo da inserção do sistema de conexão trifásico 
torna-se proporcionalmente muito elevado, justificando o uso de um motor monofásico. 
 
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Figura 7. – Norma ABNT NBR 17094. 
 
Há dois tipos de motores elétricos de corrente alternada quanto ao ambiente: 
• Uso interno – indoor use; 
o Menor peso; 
o Menor custo; 
o Menor robustez; 
• Uso externo – outdoor use; (sol e chuva); 
o Carcaça de ferro fundido; 
o Pintura resistente; 
o Aplicação para maiores potências; 
 
 
Figura 8. – Motores monofásicos. 
 
 
Figura 9. – Motores trifásicos para uso interno - indoor. 
 
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Figura 10. – Motores trifásicos para uso externo - outdoor. 
 
Vantagens do motor trifásico em relação ao monofásico: 
• Maior relação potência/peso; 
• Maior relação potência/volume; 
• Maior relação potência/custo; 
• Não tem o problema de queima dos capacitores de partida; 
• O sentido de rotação é facilmente determinado pela seqüência de fase. 
 
• Uma queda de uma fase desliga o motor monofásico, mesmo em instalação bifásica; 
• O desligamento automático do motor monofásico preserva sua integridade física; 
• Uma queda de fase em um motor trifásico não desliga o motor, ele continua operando com 
as duas fases restantes; 
• Uma queda de fase em um motor trifásico pode provocar a sua queima; 
• Para evitar esse problema é usado um relé de falta de fase que será apresentado em um 
capítulo destinado aos relés de proteção; 
• Outra desvantagem do motor trifásico é o maior custo do circuito de seccionamento; 
• O circuito de comando de um motor trifásico é monofásico; 
• Uma alimentação trifásica proporciona naturalmente, ao motor, o giro fasorial que leva ao 
giro mecânico do rotor; 
• Uma alimentação monofásica não proporciona este giro fasorial e o motor permanece pa-
rado, em equilíbrio estático; 
• O motor monofásico precisa de algum sistema auxiliar que determine o sentido de rotação, 
ou seja, a remoção do estado de equilíbrio estático; 
• Este sistema auxiliar é responsável, também, pela partida do motor monofásico; 
• Para que o motor monofásico inicie o giro, é preciso fazer uso de um capacitor em série 
com um enrolamento auxiliar que proporcione um deslocamento fasorial inicial; 
• Existem vários tipos de motores monofásicos quanto à forma de uso do capacitor. A forma 
mais comum para motores industriais é o uso de um enrolamento auxiliar à armadura, 
usado somente na partida do motor, quando é necessário eliminar o equilíbrio; 
• Este enrolamento auxiliar é ligado em série com um capacitor; 
• Esse par LC é ligado em paralelo com o enrolamento principal temporariamente; 
• Por causa do capacitor, surge uma defasagem fasorial que retira o motor do equilíbrio es-
tático e define o sentido de rotação; 
• Após alguns segundos, este enrolamento auxiliar precisa ser desligado a fim de melhorar a 
performance do motor e reduzir o consumo de energia elétrica. 
 
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Figura 11. – O enrolamento de armadura e o enrolamento auxiliar. 
 
 
Figura 12. – O par RL em paralelo com o enrolamento de armadura. 
 
 
Figura 13. – Duplo capacitor. 
 
Tipos de desligamento do enrolamento de partida para motor monofásico: 
• Manual, por meio do uso de botoeira; 
• Chave centrífuga (em desuso); 
• Termostato (bimetal, temporizador analógico, chave NF); 
• Temporizador externo (o mais comum hoje). 
 
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Figura 14. – Chave centrífuga. 
 
As chaves centrífugas estão caindo em desuso por motivo de: 
• Aumento no peso do motor; 
• Aumento no tamanho do motor; 
• Como os circuitos eletrônicos tornaram-se muito baratos nas últimas décadas, e o 
custo da metalurgia subiu, o usoda chave centrífuga tornou-se desmotivador; 
• Quem estica a mola em operação de regime permanente é o próprio motor, e isso 
significa em consumo de energia elétrica e redução no rendimento do motor; 
• Alguma sujeira pode acumular-se nos contatos acionados pela chave centrífuga, im-
pedindo a partida do motor. 
 
 
Figura 15. – Placa de identificação. 
 
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Figura 16. – Exemplos de fabricantes brasileiros. 
 
• O motor trifásico é mais simples do que o motor monofásico porque o sentido de rotação é 
determinado pela seqüência de fases; 
• O eixo do motor possui um chanfro para que haja um encaixe no acoplamento mecânico 
com o carregamento, afim de evitar escorregamento mecânico; 
 
 
 
Figura 17. – Motor de doze terminais. 
 
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Figura 18. – Esquemas de ligação para bobinas de 220V em um motor de doze terminais. 
 
 
Figura 19. – Esquemas de ligação para motor de seis e de doze terminais respectivamente. 
 
 
Figura 20. – Motor trifásico de 1/3 CV. 
 
 
Figura 21. – A menor potência disponível para motor trifásico, 1/4 CV. 
 
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• O escorregamento elétrico (S) de um motor é definido como sendo a relação entre a velo-
cidade angular real medida (N) e a velocidade angular teórica (velocidade síncrona - Ns); 
• A velocidade angular real é medida por meio de uma luz estroboscópica ajustável; 
• Em uma situação ideal, o escorregamento elétrico é nulo; 
• Em um sistema de controle de malha fechada (P, PD, PI ou PDI), é possível monitorar a ve-
locidade angular do motor e controlar a tensão no motor de modo a garantir a obtenção 
da velocidade desejada. 
𝑆 =
𝑁𝑠 − 𝑁
𝑁𝑠
∙ 100% 
 
A velocidade síncrona depende de: 
• A freqüência da rede elétrica; 
• A quantidade de pólos magnéticos. 
 
• Por tratar-se de um dispositivo de ação magnética, o motor é acionado por meio de pólos 
magnéticos. 
• Os pólos magnéticos surgem em pares norte-sul. 
• A quantidade de pólos é sempre dada por um número par. 
 
Velocidade síncrona dos motores elétricos de corrente alternada [rmp]: 
• f = 60Hz (Brasil); o fasor de tensão dá 60 voltas por segundo; 
• 1 minuto = 60 segundos; 
• f = 6060 voltas por minuto (RPM); 
• f = 3600 RPM; 
• 1 volta para cada par (norte-sul) -> 2 pólos magnéticos. 
 
Pólos 60Hz 50Hz Giro fasorial/giro mecânico Uso 
2 3600 RMP 3000 RMP 360/360 Uso médio 
4 1800 RMP 1500 RMP 360/180 Default 
6 1200 RMP 1000 RMP 360/120 Pouco usado 
8 900 RMP 750 RMP 360/90 Pouco usado 
10 720 RMP 600 RMP 360/72 Raríssimo 
Tabela 1 – Velocidades síncronas. 
 
• Raras são as aplicações onde o eixo do motor responde pelo giro necessário; 
• Ventiladores são o principal exemplo desses casos; 
• Na maioria dos casos, a velocidade fasorial da rede elétrica é excessivamente elevada; 
• Na maioria das aplicações industriais, é necessário o uso de baixas rotações; 
• Nesses casos, suam-se mecanismos redutores de velocidade (caixas de redução), construí-
dos com engrenagens ou polias; 
• Por esse motivo, desejam-se motores trifásicos com muitos pólos; 
• Por outro lado, o motor de oito pólos, ou mais, requer a colocação de muitas bobinas, im-
plicando em um motor caro, volumoso, pesado e com maior probabilidade de apresentar 
defeito; 
• O consenso é o uso de motor de quatro pólos (+50% dos motores na indústria). 
 
 
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Figura 22. – Motores de dois, quatro e seis polos. 
 
 
Figura 23. – Exemplo de motor trifásico de dez pólos. 
 
Situações clássicas onde usam-se alta velocidade de giro para motor trifásico: 
• Ventilador; 
• Bomba. 
 
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Motor de 2 pólos: Cada par N/S vale por 360. 
• 1 giro mecânico para 1 giro magnético; 
• Máxima velocidade; 
• 3600 RPM; 
• Mínimo torque (conjugado); 
• Menor, mais leve, mais barato; 
• Por causa da maior velocidade, existe maior desgaste nos rolamentos; 
• Usado em situações onde não existam engrenagens ou polias, como, por exemplo, 
ventiladores industriais. 
• Não indicado em situações onde requerem-se elevado torque inicial, como, por 
exemplo, bombas. 
 
Motor de 4 pólos: Cada par N/S vale por 180; 
• Equivale a dois motores de 2 pólos deslocados em 180; 
• 1/2 giro mecânico para 1 giro magnético; 
• Máx. Velocidade /2; 
• 1800 RPM; 
• Médio torque (conjugado); 
• Para uso geral; 
• É o mais usado (+50%). 
 
Motor de 6 pólos: Cada par N/S vale por 120; 
• Equivale a três motores de 2 pólos deslocados em 120; 
• 1/3 giro mecânico para 1 giro magnético; 
• Máx. Velocidade /3; 
• 1200 RPM; 
• Médio torque (conjugado); 
 
Motor de 8 pólos: Cada par N/S vale por 90; 
• Equivale a dois motores de 4 pólos deslocados em 90; 
• 1/4 giro mecânico para 1 giro magnético; 
• Máx. Velocidade /4; 
• 900 RPM; 
• Máximo torque (conjugado); 
• Maior, mais pesado, mais caro; 
• Indicado para aplicações com partida em plena carga onde não seja possível o uso de 
grande redução através de engrenagens. 
 
Motor de 10 pólos: Cada par N/S vale por 72. 
• Equivale a dois motores de 4 pólos deslocados em 72; 
• 1/5 giro mecânico para 1 giro magnético; 
• Máx. Velocidade /5; 
• 720 RPM; 
• Máximo torque (conjugado); 
• Raríssimo. 
 
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