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Aula 04 – Máquinas Elétricas Maquinas Elétricas em corrente Alternada O motor de indução e o mais usado de todos os tipos de motores, pois combinam as vantagens da utilização de energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza, simplicidade de comando - com sua construção simples e grande versatilidade de adaptação as cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos. Os motores de corrente alternada são os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica e feita normalmente em corrente alternada. Os principais tipos são: • Motor de indução: Funciona normalmente com uma velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, e o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de maquinas acionadas, encontradas na pratica. Atualmente é possível o controle da velocidade dos motores de indução com o auxílio de inversores de frequência. • Motor síncrono: Funciona com velocidade fixa, ou seja, sem interferência do escorregamento; utilizado normalmente para grandes potencias (devido ao seu alto custo em tamanhos menores). Motor de indução trifásico Figura 01 – Corte em um motor de indução Trifásico. O motor de indução trifásico é composto fundamentalmente de duas partes: estator e rotor. Estator: é a parte estática do motor que é subdividida nas seguintes estruturas: • Carcaça (1) - e a estrutura suporte do conjunto de construção robusta em ferro fundido, aço ou alumínio injetado, resistente a corrosão e normalmente com aletas (superfícies estendidas, confeccionadas com materiais metálicos que aumentam a área disponível para a dissipação do calor no equipamento, auxiliando a troca de energia entre o meio e na consequente redução da temperatura do motor). • Núcleo de chapas (2) - as chapas são de aço magnético. • Enrolamento trifásico (8) - três conjuntos iguais de bobinas, uma para cada fase, formando um sistema trifásico equilibrado ligado a rede trifásica de alimentação. Rotor: é a parte girante do motor, induzida pelo campo eletromagnético criado pelas bobinas do estator. • Eixo (7) - transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. • Núcleo de chapas (3) - as chapas possuem as mesmas características das chapas do estator. • Barras e anéis de curto-circuito (12) - são de alumínio injetado sob pressão numa única peça. Outras partes do motor de indução trifásico: • Tampa (4) • Ventilador (5) • Tampa defletora (6) • Caixa de ligação (9) • Terminais (10 • Rolamentos (11) Iremos dar ênfase ao “motor de gaiola”, cujo rotor é constituído de um conjunto de barras não isoladas e interligadas por anéis de curto-circuito. O que caracteriza o motor de indução e que só o estator e ligado à rede de alimentação. O rotor não é alimentado externamente e as correntes que circulam nele, são induzidas eletromagneticamente pelo estator, donde o seu nome de motor de indução. Princípio de funcionamento - campo girante Quando uma bobina e percorrida por uma corrente elétrica, é criado um campo magnético orientado conforme o eixo da bobina e de valor proporcional a corrente. Figura 02 – Enrolamento monofásico Figura 03 – Enrolamento trifásico a) Na figura 02 é indicado um “enrolamento monofásico” que é atravessado por uma corrente I e o campo H criado por ela. Enrolamento e constituído de um par de pólos (um pólo “norte” e um pólo “sul”), cujos efeitos se somam para estabelecer o campo H. O fluxo magnético atravessa o rotor entre os dois pólos e se fecha através do núcleo do estator. Se a corrente I e alternada, o campo H também é, inclusive invertendo o sentido em cada meio ciclo. O campo H e “pulsante”, pois sua intensidade “varia” proporcionalmente a corrente, sempre na “mesma” direção norte-sul. b) Na figura 03 é indicado um “enrolamento trifásico”, que é composto por três monofásicos espaçados entre si de 120°. Se este enrolamento for alimentado por um sistema trifásico, as correntes I1, I2 e I3 criarão, do mesmo modo, os seus próprios campos magnéticos H1, H2 e H3. Estes campos são deslocados 120° entre si. Além disso, como são proporcionais as respectivas correntes, serão defasados no tempo, também de 120° entre si e podem ser representados por um gráfico igual ao da figura- 04, o campo total H resultante, a cada instante, será igual à soma gráfica dos três campos H1, H2 e H3 naquele instante. Figura 04 – Representação de um sistema Trifásico.