7 - MOTORES DE INDUÇÃO

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CAPÍTULO 7
MOTORES DE INDUÇÃO
7.1 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
As máquinas elétricas podem ser classificadas em dois grupos:
a) geradores, que transformam energia mecânica oriunda de uma fonte externa
(como a energia potencial de uma queda d’água ou a energia cinética dos
ventos) em energia elétrica (tensão);
b) motores, que produzem energia mecânica (rotação de um eixo) quando
alimentados por uma tensão (energia elétrica), como se vê na Figura 7.1.
Figura 7.1 – Fluxo de energia em motores elétricos.
Vê-se, então, que geradores e motores só se diferenciam quanto ao sentido de
transformação da energia, possuindo ambos a mesma básica, formada por um elemento
fixo, chamado estator, e outro móvel, capaz de girar (o rotor). Nesses elementos são
fixados enrolamentos onde a corrente circula: um desses enrolamentos é capaz de gerar
os campos magnéticos necessários ao funcionamento da máquina e é chamado
enrolamento de campo; o outro é chamado enrolamento de armadura (ou induzido, no
caso de geradores).
Em algumas máquinas, a armadura está no estator e o enrolamento de campo no
rotor; em outras ocorre o inverso. O tipo de corrente (CC ou CA) que circula nesses
enrolamentos estabelece qual o tipo de máquina.
A Figura 7.2 mostra os diversos tipos de máquinas disponíveis; dentre todas
elas, destacam-se os motores assíncronos (ou de indução), utilizado na maior parte dos
equipamentos que requerem acionamento elétrico. Por sua importância, resultado de sua
confiabilidade, baixo custo e versatilidade, os motores de assíncronos terão maior
destaque neste curso.
De acordo com Filippo Filho (2002), aproximadamente 40% de toda a energia
elétrica consumida no Brasil é usada para o acionamento de motores elétricos, sendo
que no setor industrial cerca de 50% da energia consumida deve-se a este tipo de
máquina elétrica. Segundo o mesmo autor, há estimativas de que exista grande número
de instalações industriais no Brasil onde mais de 80% do consumo deva-se a motores
elétricos.
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Figura 7.2 – A “árvore” das máquinas elétricas
7.2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Na região em torno de um ímã acontecem alguns fenômenos especiais, como a
atração de pedacinhos de ferro ou o desvio da agulha de uma bússola. Diz-se que nesta
região existe um campo magnético, o qual pode ser representado por linhas de indução
(figura 7.3a).
Também ao redor de um condutor percorrido por corrente elétrica existe um
campo magnético, que pode ser intensificado se este condutor for enrolado, formando
uma bobina ou enrolamento (Figura 7.3b). Nesses casos, a intensidade do campo
magnético é diretamente proporcional à corrente.
(a) (b)
Figura 7.3 – Campo magnético: (a) de um ímã; (b) de um enrolamento (bobina)
percorrido por corrente.
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Campos magnéticos são mensurados através de uma grandeza chamada indução
magnética (simbolizada pela letra B), cuja unidade no SI é o Tesla (T). O valor de B é
maior nas regiões onde as linhas estão mais concentradas.
Denomina-se fluxo magnético (símbolo ) ao número de linhas de indução que
atravessa a superfície delimitada por um condutor (uma espira, por exemplo). Esta
grandeza é medida em Webbers (Wb), no SI.
Em 1831, Michael Faraday descobriu que quando o fluxo magnético em um
enrolamento varia com o tempo, uma tensão u é induzida nos terminais da mesmo; o
valor desta tensão é diretamente proporcional à rapidez com que o fluxo varia. Então, a
Lei de Faraday (ou Lei da Indução Eletromagnética) pode ser expressa por
dt
d
Nu

 (7.1)
onde N = número de espiras do enrolamento
d/dt = velocidade de variação do fluxo magnético
Se os pólos de um ímã forem postos a girar ao redor de uma espira, como
representado na Figura 7.4, o fluxo nesta varia com o tempo, induzindo uma tensão
entre seus terminais; se estes formarem um percurso fechado, haverá neles a circulação
de uma corrente induzida i.
Figura 7.4 – Ação de motor
No estudo do Eletromagnetismo, aprende-se que se um condutor estiver imerso
em um campo magnético e for percorrido por corrente elétrica, surge uma força de
interação dada por
BiF  (7.2)
onde F = força de interação
B = valor da indução magnética
 = comprimento dos lados da espira
i = intensidade da corrente no condutor
É esta força que produz um conjugado nos lados da espira, fazendo-a girar (ação de
motor).
A Figura 7.5 mostra os campos magnéticos formados pela alimentação trifásica
em um motor, no qual os enrolamentos de campo estão localizados no estator. O campo
magnético de cada fase é representado por um vetor e a soma vetorial dos mesmos dá o
campo resultante. Observa-se que o efeito é o de um ímã girando ao redor do rotor,
produzindo a ação de motor, tal como descrita no parágrafo anterior. A velocidade com
que esse campo girante opera é chamada velocidade síncrona (ns), dada por
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P
f120
n s

 (rpm) (7.3)
onde f = freqüência da rede de alimentação (em Hz)
P = número de pólos do motor
Figura 7.5 – Formação de campo girante num motor trifásico
O número de pólos do motor é obtido através da forma de execução dos
enrolamentos de campo; este número sempre é inteiro e par. Assim, pode-se construir
motores com qualquer número de pólos, embora no comércio estejam disponíveis
apenas motores de 2, 4, 6 ou 8 pólos.
A velocidade de um motor de indução sempre será menor que a síncrona1, caso
contrário não se conseguiria a variação de fluxo necessária para induzir corrente no
enrolamento de armadura. Denomina-se escorregamento (s) à relação
 (%)100
n
nn
s
s
s 

 (7.4)
onde ns = velocidade síncrona (em rpm)
n = velocidade do motor (em rpm)
7.3 ESTRUTURA E CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
A Figura 7.6 mostra a estrutura de motor de indução, que compreende
1 Por isso esses motores são também chamados assíncronos.
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Figura 7.6 – Estrutura de um motor de indução fechado
 Estator
É construído com chapas de material magnético e recebe o enrolamento
de campo, cujas espiras são colocadas em ranhuras, como mostra a Figura 7.7.
Aí se situa o enrolamento de campo, que pode ser mono ou trifásico. A
maneira como esse enrolamento é construído determina o número de pólos do
motor, entre outras características operacionais. Suas pontas (terminais) são
estendidas até uma caixa de terminais, onde pode ser feita a conexão com a rede
elétrica de alimentação.
(a) (b)
Figura 7.7 – Enrolamento de campo de um motor de indução: (a) execução dos
enrolamentos; (b) núcleo com enrolamento completo.
 Rotor
O enrolamento de armadura é montado no rotor. No caso mais comum,
ele é constituído de condutores retilíneos interligados nas duas extremidades por
anéis de curto-circuito (Figura 7.8a), o que lhe dá a forma de uma gaiola. Existe
um outro tipo de rotor, dito bobinado, onde os terminais das fases do
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enrolamento de armadura são ligados a anéis deslizantes, permitindo a inserção
de elementos que auxiliem na partida do motor.
Na Figura 7.8b mostra-se o rotor completo, com o eixo posicionado, na
ponta do qual há uma flange.
(a) (b)
Figura 7.8 – Enrolamento de armadura de um motor de indução: (a) rotor gaiola; (b) rotor
montado (corte).
Fazem parte do motor, ainda, as tampas dianteira e traseira, que servem de
proteção, e o ventilador que auxilia no resfriamento dos enrolamentos.
As principais dimensões dos motores são mostradas na Figura 7.9. Elas são
normatizadas por duas entidades:
 a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a qual é filiada à
International Eletrotechnical Comission (IEC)
 a National Electrical Manufacturers Association (NEMA)
Figura 7.9 - Dimensões dos motores de acordo com a ABNT/IEC (letras entre
parênteses) e a NEMA.
A Tabela 7.1 mostra as dimensões conforme especificações das duas entidades2.
No caso das especificações da ABNT/IEC, as máquinas são designadas pela altura da
ponta de eixo (H), seguida de uma letra, a qual pode ser S (de short = curta), M (de
medium = média) ou L (de long = longa); essa letra designa a relação entre o
comprimento da carcaça (B) e a altura da ponta de eixo (H).
2 Embora no Brasil valhamsomente as normas da ABNT, é importante ter conhecimento das
especificações da NEMA, já que a importação de motores para os EUA é expressiva; além disso, alguns
equipamentos importados são acionados por máquinas especificadas de acordo com as normas da NEMA.
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Tabela 7.1 – Dimensões padronizadas das máquinas elétricas conforme a ABNT/IEC e
a NEMA
ABNT/IEC H A B C K D E ABNT/IEC H A B C K D E
NEMA D 2E 2F BA H U N-W NEMA D 2E 2F BA H U N-W
90 S 90 140 100 56 10 24j6 50 200 L 200 318 305 133 19 55m6 110
143 T 88,9 139,6 101,6 57,15 8,7 22,2 57,15 326 T 203,2 317,6 304,8 133 16,7 54 133,4
90 L 90 140 125 56 10 24j6 50 225 S 225 356 286 149 20 60m6 140
145 T 88,9 139,6 127 57,15 8,7 22,2 57,15 364 T 228,6 355,6 285,6 149 16,7 60,3 149,2
112 S 112 190 114 70 12 28j6 60 225 M 225 356 311 149 20 60m6 140
182 T 114,3 190,4 114,4 70 10,7 18,6 69,9 365 T 228,5 355,6 311,2 149 16,7 60,3 149,2
112 M 112 190 114 70 12 28j6 60 250 S 250 406 311 168 25 65m6 140
184 T 114,3 190,4 136,4 70 10,7 28,6 69,9 404 T 254 406,4 311,2 168 20,6 73 184,2
132 S 132 216 140 89 12 38k6 80 250 M 250 406 349 168 25 65m6 140
213 T 133,4 216 139,6 89 10,7 34,9 85,7 405 T 254 406,4 349,2 198 20,6 73 184,2
132 M 132 216 178 89 12 38k6 80 280 S 280 457 368 190 25 75m6 140
215 T 133,4 216 177,6 89 10,7 34,9 85,7 444 T 279,4 457,2 368,4 190 20,6 85,7 215,9
160 M 160 254 210 108 15 42k6 110 280 M 280 457 419 190 25 75m6 140
254 T 158,8 254 209,6 108 13,5 41,3 101,8 445 T 279,4 457,2 419,2 190 20,6 85,7 215,9
160 L 160 254 254 108 15 42k6 110 315 S 315 508 406 216 30 80m6 170
256 T 158,8 254 254 108 13,5 41,3 101,6 504 Z 317,5 508 406,4 215,9 31,8 92,1 269,9
180 M 180 279 241 121 16 48k6 117,5 315 M 315 508 457 216 30 80m6 170
284 T 177,8 279,6 241,2 121 13,5 47,6 117,5 505 Z 317,5 508 457,2 215,9 31,8 92,1 269,9
180 L 180 279 279 121 15 48k6 110 335 M 355 610 560 254 30 100m6 210
286 T 177,8 279,6 279,6 121 13,5 47,6 117,5 586 368,3 584,2 558,8 254 30 96,4 295,3
200 M - - - - - - - 355 L 355 610 630 254 30 100m6 210
324 T 203,2 317,6 266,8 133 16,7 54 133,4 587 368,3 584,2 635 254 30 96,4 295,3
Além das dimensões, uma importante característica dos motores é seu índice de
proteção, dado pelas letras IP seguindas de dois algarismos. O primeiro indica a
proteção contra a penetração de corpos sólidos estranhos e contato acidental; o segundo
refere-se à proteção contra a penetração de água. O significado dos algarismos é dado
na Tabela 7.2.
Tabela 7.2 – Índice de proteção dos motores
1o ALGARISMO 2o ALGARISMO
0 Sem proteção 0 Sem proteção
1 Corpos estranhos de dimensões maiores que 50 mm
(toque acidental com a mão)
1 Pingos de água na vertical
2 Corpos estranhos de dimensões maiores que 12 mm
(toque com os dedos)
2 Pingos de água até a inclinação de
15o com a vertical
4 Corpos estranhos de dimensões maiores que 1 mm
(ferramentas)
3 Pingos de água até a inclinação de
60o com a vertical
4 Respingos em todas as direções
5 Jatos de água em todas as direções
6 Água em vagalhões
7 Imersão temporária
5 Proteção contra acúmulo de poeira prejudicial ao motor
(proteção completa contra toques)
8 Imersão permanente
Obviamente, não se podem encontrar motores com quaiquer combinações desses
dois algarismos. Os índices de proteção mais comuns são: 12, 22, 23, 44, 54 e 55; os 3
primeiros são considerados motores abertos e os demais são motores fechados.
Uma última característica construtiva dos motores é sua classe de isolamento,
que diz respeito à máxima temperatura de trabalho de seus enrolamentos. As classes são
A (105oC), E (120oC), B (130oC), F (155oC) e H (180oC). A ultrapassagem desses
valores produz a degradação do isolamento dos enrolamentos, reduzindo a vida útil do
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motor e podendo provocar curtos-circuitos, caso em que a máquina precisará ser
rebobinada.
7.4 MOTORES TRIFÁSICOS. CARACTERÍSTICAS NOMINAIS
Quando comparados com os motores monofásicos de mesma potência e
velocidade, os trifásicos só apresentam vantagens:
 são menos volumosos e têm menor peso (em média 4 vezes);
 têm preço menor;
 podem ser encontrados em uma ampla faixa de potência (tipicapente de ¼ a 500
cv);
 não necessitam de dispositivo de partida, o que diminui seu custo e a
necessidade de manutenção;
 apresentam rendimento maior e fator de potência mais elevado, o que se reflete
em menor consumo (em média 20% menos)
O único ponto desfavorável é que os motores trifásicos necessitam de rede trifásica para
a alimentação, o que nem sempre está disponível nas instalações.
As principais características dos motores de indução são indicadas na placa de
identificação, semelhante à mostrada na Figura 7.10. As principais informações obtidas
nesta placa são apresentadas a seguir.
Figura 7.10 – Placa de identificação de um
motor de indução (WEG Motores S.A.)
7.4.1 Potência Nominal
Um motor elétrico recebe potência da rede elétrica (potência de entrada, Pe) e a
transforma em potência mecânica (potência na saída, Ps) para o acionamento de uma
carga acoplada ao eixo (Figura 7.11). A diferença entre as perdas na entrada e na saída
constitui-se na perda do motor, e pode ser relacionada por seu rendimento (), dado por
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e
s
P
P
 (7.5)
Figura 7.11 – Fluxo da potência em um motor
A potência nominal de um motor é a máxima potência que a máquina é capaz de
disponibilizar continuamente em seu eixo quando alimentada com tensão e freqüência
nominais. É a potência na saída do motor e, sendo do tipo mecânico, é normalmente
expressa em cv ou hp. Os motores de indução abrangem uma ampla faixa de potência,
tipicamente de ¼ até 500 cv; a Tabela 7.3 mostra a potência nominal (em cv e kW) de
uma linha de motores com 2 pólos.
Tabela 7.3 – Características de motores de indução trifásicos, 2 pólos, com alimentação de 220
V, 60 Hz (WEG Motores SA)
CONVENÇÕES
P = potência nominal Cn = conjugado nominal cos  = fator de potência
n = velocidade nominal Cp = conjugado de partida FS = fator de serviço
In = corrente nominal Cmax = conjugado máximo J = momento de inércia (GD2)
Ip = corrente de partida  = rendimento tp = tempo com rotor bloqueado a quente
P  cos 
% Pn % Pn(cv) (kW)
Carcaça
ABNT rpm
In*
(A) Ip/In
Cn
(kgf/m) Cp/Cn Cmax/Cn 50 75 100 50 75 100
FS
J
(kgm2)
tp
(s)
Peso
(kg)
0,16 0,12 63 3450 0,8 5,7 0,03 3,8 4,1 43 49 53 0,58 0,67 0,76 1,35 0,0003 9,0 6,0
0,25 0,18 63 3450 1,1 5,9 0,05 3,9 4,1 48 55 58 0,60 0,69 0,75 1,35 0,0003 8,0 6,5
0,33 0,25 63 3430 1,3 5,0 0,07 2,9 3,1 53 60 65 0,71 0,74 0,75 1,35 0,0004 8,0 6,5
0,5 0,37 63 3410 1,8 5,2 0,10 2,8 2,9 60 65 67 0,76 0,79 0,80 1,25 0,0004 8,5 6,5
0,75 0,55 71 3400 2,6 5,4 0,15 3,2 3,0 60 67 71 0,66 0,76 0,78 1,25 0,0005 7,5 7,5
1,0 0,75 71 3420 3,2 6,8 0,20 2,6 2,8 57 65 68 0,72 0,82 0,88 1,25 0,0006 6,0 9,9
1,5 1,1 80 3480 4,8 7,8 0,30 3,5 3,3 63 70 72 0,68 0,78 0,84 1,15 0,0016 6,0 15
2,0 1,5 80 3400 6,0 6,2 0,40 2,9 3,1 72 76 77 0,76 0,81 0,83 1,15 0,0016 6,0 16
3,0 2,2 90S 3460 9,0 7,0 0,60 3,3 3,1 72 76 78 0,75 0,80 0,82 1,15 0,0023 6,0 20
4,0 3 90L 3490 12,0 8,1 0,80 3,7 3,2 72 77 79 0,70 0,77 0,81 1,15 0,0026 6,0 23
5,0 3,7 100L 3500 14,0 9,0 1,00 2,7 3,4 65 71 75 0,76 0,85 0,91 1,15 0,0064 6,5 32
6,0 4,5 112M 3510 16,0 8,6 1,20 2,5 3,5 75 81 83 0,78 0,84 0,87 1,15 0,0088 6,0 41
7,5 5,5 112M 3490 20,0 7,8 1,50 2,6 3,4 74 80 81 0,78 0,85 0,89 1,15 0,0104 6,5 45
10 7,5 132S 3480 27,0 7,2 2,00 2,0 3,2 73 76 77 0,86 0,90 0,93 1,15 0,0179 6,0 59
12,5 9,2 132M 3510 33,0 8,4 2,50 2,4 2,7 74 78 79 0,84 0,89 0,93 1,15 0,0210 6,0 67
15 11 132M 3500 38,0 8,7 3,00 2,6 3,7 78 81 82 0,88 0,91 0,93 1,15 0,0229 6,0 73
20 15 160M 3520 52,0 8,8 4,00 2,5 3,5 74 80 81 0,85 0,89 0,92 1,15 0,0530 6,0 114
25 18,5 160M 3510 62,0 8,2 5,00 2,6 3,4 80 82 83 0,89 0,91 0,93 1,15 0,0620 6,0 123
30 22 160L 3490 74,0 7,9 6,00 2,5 3,4 76 82 83 0,87 0,91 0,94 1,15 0,0680 6,5 134
40 30 200M 3560 100 7,2 8,0 3,3 2,6 76 82 84 0,87 0,90 0,92 1,15 0,3200 11,0 232
50 37 200L 3570 125 8,0 10,0 3,4 3,0 77 83 85 0,87 0,90 0,91 1,00 0,3330 8,5 249
60 45 225S/M 3565 150 7,0 12,0 2,0 2,5 85 87 88 0,82 0,87 0,891,00 0,4000 12,0 347
75 55 225S/M 3560 180 8,0 15,0 2,8 3,0 80 88 90 0,87 0,89 0,89 1,00 0,4800 10,0 385
100 75 250S/M 3575 235 7,5 20,0 2,5 2,7 84 86 90 0,88 0,90 0,91 1,00 0,6100 7,0 475
125 90 280S/M 3575 300 7,6 25,0 1,3 2,8 82 86 88 0,89 0,90 0,91 1,00 1,2200 8,0 645
150 110 280S/M 3575 360 7,3 30,0 1,5 2,7 83 87 88 0,90 0,91 0,91 1,00 1,2700 25,0 676
175 132 315S/M 3565 420 7,5 35,0 1,9 2,6 81 86 88 0,90 0,91 0,91 1,00 1,4900 16,0 780
200 150 315S/M 3570 480 6,6 40,0 1,5 2,1 82 87 89 0,90 0,91 0,91 1,00 1,4900 27,0 807
250 185 315S/M 3570 580 7,0 50,0 1,5 2,4 88 90 91 0,89 0,91 0,91 1,00 2,0000 25,0 1076
300 220 355M/L 3565 730 6,0 60,0 1,1 2,0 82 86 89 0,88 0,89 0,89 1,00 3,1400 35,0 1126
350 260 355M/L 3570 800 6,6 70,0 1,2 2,1 90 91 92 0,89 0,90 0,91 1,00 3,6200 34,0 1300
400 300 355M/L 3570 930 6,6 80,0 1,3 2,4 90 91 92 0,89 0,90 0,91 1,00 3,9800 35,0 1380
450 330 355M/L 3570 1040 6,8 90,0 1,4 2,5 91 92 92 0,90 0,91 0,91 1,00 4,5900 30,0 1510
* Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.
69
É interessante lembrar que nem sempre um motor estará operando com potência
nominal. O percentual de plena carga () expressa o quanto dessa potência nominal está
sendo utilizada pelo motor, isto é
n
u
P
P
 (7.6)
onde Pu = potência que está sendo usada (cv, hp ou W)
Pn = potência nominal do motor (cv, hp ou W).
O conhecimento de  é importante porque tanto o rendimento () como o fator
de potência (cos) variam com esta grandeza: os fabricantes de motores costumam
forner estes valores para 3 situações de percentual de plena carga (50%, 75% e 100%),
como se pode ver na Tabela 7.3. Observa-se ali que os maiores valores de  e de cos
ocorrem quando a máquina está operando a plena carga.
Chama-se fator de serviço (FS) ao fator que, aplicado à potência nominal, indica
a carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob condições
especificadas3. Este valor está na faixa de 1,0 a 1,35 e, de maneira geral, pode-se dizer
que motores menores têm maior FS (V. Tabela 7.3)
7.4.2 Freqüência Nominal
Os motores são projetados para trabalhar com uma determinada freqüência,
referente à rede de alimentação, admitida uma variação máxima de 5% (NBR
7094/96).
No Brasil, a freqüência padronizada é 60Hz; entretanto, existem muitos
equipamentos importados de países onde a freqüência é 50Hz. A Tabela 7.4 mostra as
alterações que acontecem a motores de indução bobinados para 50Hz quando ligados
em rede de 60Hz.
Tabela 7.4 – Alterações das características de motores de indução enrolados para 50Hz
quando ligados em rede de 60Hz.
Motor
enrolado
para
50Hz
Ligação
em 60Hz
U (V) U (V)
Rotação
nominal
Potência
nominal
Conjugado
nominal
Corrente
nominal
Conjugado
de partida
Conjugado
máximo
Corrente
de
partida
220 220 1,20 1,00 0,83 1,00 0,83 0,83 0,83
380 380 1,20 1,00 0,83 1,00 0,83 0,83 0,83
380 440 1,20 1,15 0,96 1,00 0,96 0,96 0,96
440 440 1,20 1,00 0,83 1,00 0,83 0,83 0,83
500 500 1,20 1,00 0,83 1,00 0,83 0,83 0,83
500 550 1,20 1,10 0,91 1,00 0,91 0,91 0,91
660 660 1,20 1,00 0,83 1,00 0,83 0,83 0,83
7.4.3 Velocidade Nominal
É aquela desenvolvida pelo motor quando utilizando sua potência nominal,
alimentado por tensão e freqüência nominais. Não deve ser confundida com a
velocidade síncrona (ns) , dada pela Equação 7.3
Já se viu que a velocidade de um motor sempre será menor que a síncrona; a
diferença entre a velocidade nominal e a síncrona é dada pelo escorregamento nominal,
3 Todo o motor é capaz de fornecer potência superior à nominal a fim de atender a picos de exigências das
cargas, porém só é capaz de fazê-lo por breves instantes sem correr o risco de danos.
70
conforme Equação 7.4. Para a maioria dos tipos de motores de indução, este
escorregamento está na faixa de 3-5%.
7.4.4 Tensão Nominal. Ligação de Motores Trifásicos
É a tensão ou grupo de tensões4 de alimentação do motor, admitindo-se uma
variação máxima de 10%.
Os motores trifásicos sempre são ligados à tensão de linha da rede elétrica. Os
valores de alimentação mais comuns são 220, 380, 440, 660 e 760V.
Esses motores podem ser constituídos por 1 ou 2 grupos de enrolamentos
trifásicos. No primeiro caso, como são 3 enrolamentos, cada qual com um início e um
fim, haverá 6 terminais disponíveis (motor de 6 pontas); no outro caso, um dos grupos
pode ou não estar conectado internamente, configurando motores de 9 ou 12 pontas. A
identificação dos terminais não é padronizada: alguns fabricantes usam números,
enquanto outros usam letras. Neste trabalho, a menos que expresso em contrário, usar-
se-á a identificação de terminais mostrada na Figura 7.12.
Figura 7.12 – Identificação de terminais de motores trifásicos: (a) de 6 pontas; (b) de 9
pontas, ligação em Y; (c) de 12 pontas.
a) Motor de 6 pontas
São fabricados para operar com 2 tensões relacionadas por 3 ,
usualmente 220-380 V ou 380-660 V. Na tensão mais baixa serão ligados em
triângulo e na mais alta em estrela (Figura 7.13).
Figura 7.13 – Motor de 6 pontas, tensão nominal 220/380V: (a) conexão a rede
220/127 V (b) conexão a rede de 380/220 V.
4 Quase todos os motores, sejam mono ou trifásicos, são fabricados para operação em mais de uma
tensão.
71
b) Motor de 9 pontas
Podem ser ligados em tensões relacionadas por 2, como 220-440 V ou
230-460 V. Na tensão mais baixa os enrolamentos são ligados em paralelo (em
Y ou , dependendo do tipo do motor) e na tensão mais alta são conectados em
série, como se mostra na Figura 7.14
Figura 7.14 – Motor de 9 pontas, tensão nominal 220-440V: (a) conexão à tensão mais
baixa, ligação Y paralelo; (b) conexão à tensão mais alta, ligação Y série.
c) Motor de 12 pontas
Havendo 12 terminais disponíveis, é possível a ligação em 4 tensões
diferentes, usualmente 220-380-440-760 V. A configuração dos enrolamentos é,
respectivamente, Δ paralelo, Y paralelo, Δ série e Y série, como mostra a Figura
7.15.
Figura 7.15 - Motor de 12 pontas, tensão nominal 220-380-440-760V: (a) conexão a
rede de 220/127V, ligação Δ paralelo; (b) conexão a rede de 380/220V, ligação Y
paralelo; (c) conexão a rede de 440/254V, ligação Δ série; (d) conexão à tensão mais
alta, ligação Δ série .
72
Para inverter o sentido de rotação de um motor trifásico, basta que se troquem
duas fases da alimentação.
7.4.5 Corrente Nominal
É a corrente solicitada pelo motor quando operando a plena carga, alimentado
com tensão e freqüência nominais. Considerando as Equações 7.5 (fazendo Ps = Pn) e
5.24, a corrente nominal de motores trifásicos é dada por:



cosU3
736P
I
n
n
n (7.8)
onde Pn = potência nominal (cv)
 = rendimento do motor a plena carga ( = 100%)
Un = tensão nominal (V)
cos = fator de potência do motor a plena carga ( = 100%).
Na Tabela 7.5 é dada a corrente nominal de motores trifásicos alimentados com
a tensão de 220V; para alimentação com 380, divide-se o valor encontrado por 3 e em
440V divide-se este valor por 2.
7.4.6 Corrente de Partida
Na partida dos motores de indução é solicitada uma corrente muitas vezes maior
que a nominal. À medida que o motor acelerada, a corrente vai diminuindo até atingir
valor próximo ao de regime.
A corrente de partida é relacionada à corrente nominal (In) através dos valores de
Ip/In dados na Tabela 7.3. Em certos motores, a corrente de partida é dada por uma letra
código (COD), estabelecida pela relação
 
P1000
IU3
 
)cv (alminno Potência
)kVA (partida na aparente Potência
COD
n
pL

 (7.9)
dada em kVA/cv. Os valores das letras código são dados na Tabela 7.5.
Tabela 7.5 – Código de partida de motores de indução
COD kVA/cv COD kVA/cv COD kVA/cv
A 0,00-3,14 H 6,30-7,09 R 14,00-15,99
B 3,15-3,54 J 7,10-7,99 S 16,00-17,99
C 3,55-3,99 K 8,00-8,99 T 18,00-19,99
D 4,00-4,49 L 9,00-9,99 U 20,00-22,39
E 4,50-4,99 M 10,00-11,09 V 22,40 ou mais
F 5,00-5,59 N 11,10-12,49
G 5,60-6,29 P 12,50-13,99
Alguns problemas decorrentes desta elevada corrente de partida são:
• queda de tensão na rede de alimentação;
• aumento da bitola dos condutores dealimentação e
• necessidade de transformadores de maior potência.
As concessionárias de energia elétrica limitam a potência nominal de motores
para os quais pode ser dada a partida direta: no caso da CEEE (RS), é exigido algum
dispositivo que reduza a corrente de partida de motores com potência superior a 5cv
(alimentação em 220V) e 7,5cv (alimentação em 380V).
73
Os principais dispositivos de redução da corrente de partida são:
• chave estrela-triângulo, para motores de 6 ou 12 pontas;
• chave série paralelo, para motores de 9 ou 12 pontas;
• chave compensadora, para qualquer tipo de motor;
• soft-starter, que também pode ser utilizada em qualquer motor;
• inserção de resistências ou reatâncias de partida.
7.5 MOTORES MONOFÁSICOS. CARACTERÍSTICAS NOMINAIS
Precisam de um dispositivo que os auxilie na partida, já que uma só fase não
possibilita a formação do campo girante discutido na Seção 4.2; geralmente este
dispositivo é desconectado do motor após sua aceleração, através de uma chave
centrífuga.
É o dispositivo auxiliar que determina o tipo de motor, bem como muitas de suas
características. Os principais tipos são:
a) motor com capacitor de partida;
b) motor com capacitor permanente;
c) motor com 2 capacitores;
d) motor de fase dividida (split phase);
e) motor de pólos sombreados.
Com a finalidade de permitir a ligação do motor em 2 tensões, o enrolamento
principal é dividido em duas partes. A Figura 7.16 mostra os enrolamentos (principal e
auxiliar) do motor de indução monofásico com capacitor de partida e a numeração dos
terminais que será usada neste curso.
(a) (b)
Figura 7.16 – Motor de indução monofásico com capacitor de partida: (a) vista geral;
(b) a numeração dos terminais (WEG Motores SA).
7.5.1 Potência Nominal
Os motores de indução monofásicos são encontrados numa faixa típica de 1/8 –
10 cv, embora as indústrias de máqunas elétricas listem em catálogos potências bem
superiores. A Tabela mostra parte do catálogo de motores monofásicos com capacitor
de partida, os mais comuns entre os motores de indução monofásicos, de um fabricante
nacional.
Os aspectos relativos à potência dos motores monofásicos são os mesmos
abordados nos motores trifásicos (Seção 7.4.1).
74
Tabela 7.6 – Características típicas de motores de indução monofásicos, 2 pólos, 60Hz,
alimentado em 220V (WEG Motores S. A., catálogo parcial)
CONVENÇÕES
P = potência nominal Cn = conjugado nominal cos  = fator de potência
n = velocidade nominal Cp = conjugado de partida FS = fator de serviço
In = corrente nominal Cmax = conjugado máximo J = momento de inércia (GD2)
Ip = corrente de partida  = rendimento tp = tempo com rotor bloqueado a quente
 cos P
% Pn % Pn
(cv) (kW)
Carcaça
ABNT rpm
In*
(A) Ip/In
Cn
(kgf/m) Cp/Cn Cmax/Cn 50 75 100 50 75 100
FS
J
(kgm2) tp (s)
Peso
(kg)
2 pólos - 220 V/60Hz
0,16 0,12 63 3450 0,8 5,7 0,03 3,8 4,1 43 49 53 0,58 0,67 0,76 1,35 0,0003 9,0 6,0
0,25 0,18 63 3450 1,1 5,9 0,05 3,9 4,1 48 55 58 0,60 0,69 0,75 1,35 0,0003 8,0 6,5
0,33 0,25 63 3430 1,3 5,0 0,07 2,9 3,1 53 60 65 0,71 0,74 0,75 1,35 0,0004 8,0 6,5
0,5 0,37 63 3410 1,8 5,2 0,10 2,8 2,9 60 65 67 0,76 0,79 0,80 1,25 0,0004 8,5 6,5
0,75 0,55 71 3400 2,6 5,4 0,15 3,2 3,0 60 67 71 0,66 0,76 0,78 1,25 0,0005 7,5 7,5
1,0 0,75 71 3420 3,2 6,8 0,20 2,6 2,8 57 65 68 0,72 0,82 0,88 1,25 0,0006 6,0 9,9
1,5 1,1 80 3480 4,8 7,8 0,30 3,5 3,3 63 70 72 0,68 0,78 0,84 1,15 0,0016 6,0 15
2,0 1,5 80 3400 6,0 6,2 0,40 2,9 3,1 72 76 77 0,76 0,81 0,83 1,15 0,0016 6,0 16
3,0 2,2 90S 3460 9,0 7,0 0,60 3,3 3,1 72 76 78 0,75 0,80 0,82 1,15 0,0023 6,0 20
4,0 3 90L 3490 12,0 8,1 0,80 3,7 3,2 72 77 79 0,70 0,77 0,81 1,15 0,0026 6,0 23
5,0 3,7 100L 3500 14,0 9,0 1,00 2,7 3,4 65 71 75 0,76 0,85 0,91 1,15 0,0064 6,5 32
6,0 4,5 112M 3510 16,0 8,6 1,20 2,5 3,5 75 81 83 0,78 0,84 0,87 1,15 0,0088 6,0 41
7,5 5,5 112M 3490 20,0 7,8 1,50 2,6 3,4 74 80 81 0,78 0,85 0,89 1,15 0,0104 6,5 45
10 7,5 132S 3480 27,0 7,2 2,00 2,0 3,2 73 76 77 0,86 0,90 0,93 1,15 0,0179 6,0 59
12,5 9,2 132M 3510 33,0 8,4 2,50 2,4 2,7 74 78 79 0,84 0,89 0,93 1,15 0,0210 6,0 67
15 11 132M 3500 38,0 8,7 3,00 2,6 3,7 78 81 82 0,88 0,91 0,93 1,15 0,0229 6,0 73
20 15 160M 3520 52,0 8,8 4,00 2,5 3,5 74 80 81 0,85 0,89 0,92 1,15 0,0530 6,0 114
* Para obter a corrente em 380V multiplicar por 0,577. Em 440 multiplicar por 0,5.
7.5.2 Freqüência e Velocidade Nominais
Conceitos idênticos aos de motores trifásicos (Seções 7.4.2 e 7.4.3).
7.5.3 Tensão Nominal. Ligação de Motores Monofásicos
Os motores monofásicos devem ser ligados à tensão de fase da rede elétrica (ou,
excepcionalmente, entre duas fases), sendo mais comuns os valores de 110 (127) e 220
V.
Para tanto, o enrolamento principal é dividido em duas partes de forma que,
contando com o enrolamento auxiliar de partida, existem 6 terminais disponíveis.
Conforme mostra a Figura 7.17, para a tensão mais baixa, os enrolamentos são ligados
em paralelo e para a mais alta o enrolamento auxiliar é ligado em paralelo com uma das
partes do enrolamento principal e o conjunto é ligado em série com a parte restante.
(a) (b)
Figura 7.17 – Ligação de um motor de indução monofásico com capacitor de partida
em duas tensões diferentes: (a) 127V; (b) 220V.
75
7.5.4 Corrente Nominal e Corrente de Partida
Para o cálculo da corrente nominal de motores monofásicos, leva-se em
consideração as Equações 2.12 e 4.5 (fazendo Ps = Pnom), de onde se obtém



cosU
736P
I
n
n
n (7.10)
Com relação à corrente de partida, esta pode ser calculada a partir da relação
Ip/In (V. Tabela A2.2). Considerando que a maioria dos motores monofásicos é de baixa
potência, a corrente de partida usualmente não traz maiores problemas.