[Máquinas] Relatório_Ensaios com Motor de Indução Trifásico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
ELE0520 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
Ensaios com Motor de Indução Trifásico
Natal - RN
1 Introdução
Os motores de indução trifásicos são peças largamente empregadas na construção de
inúmeras máquinas e equipamentos industriais, sendo utilizados devido à sua confiabili-
dade, simplicidade construtiva e eficiência energética. Para utilizarmos de forma eficiente
esses motores, é necessário determinar seus parâmetros por meio de ensaios, permitindo,
assim, a análise de seu comportamento, um dimensionamento assertivo, operação eficiente
e manutenção adequada.
Dessa forma, o presente relatório tem o intuito de descrever os procedimentos experi-
mentais referentes a dois ensaios com o motor de indução trifásico: o ensaio em vazio e o
ensaio com o rotor bloqueado. Além disso, objetiva também, a partir dos dados colhidos,
determinar os parâmetros relacionados à máquina (resistências, indutâncias, perdas, con-
jugado, escorregamento) por meio de sua descrição teórico-matemática. Nesse sentido,
a abordagem adotada se dará por meio do estudo do circuito equivalente do motor de
indução e todos os cálculos e procedimentos experimentais estarão devidamente aborda-
dos a seguir.
2
2 Fundamentação Teórica
2.1 Prinćıpio de funcionamento
Os motores de indução constituem uma categoria proeminente no cenário industrial,
caracterizando-se por sua eficiência e ampla aplicabilidade. De uma forma geral, operam
mediante a alimentação de corrente alternada no estator, gerando um campo magnético
giratório equilibrado. Esse campo induz uma tensão no rotor, desencadeando um processo
de indução que, por sua vez, resulta na criação de uma corrente e, consequentemente,
um campo magnético (KOSOW, 1982). A interação entre esse campo magnético do
rotor e o do estator impulsiona a rotação do eixo do motor. Dois tipos fundamentais de
motores de indução são o tipo bobinado, cujo rotor é constrúıdo de maneira semelhante
ao estator, compartilhando o mesmo número de polos, e a gaiola de esquilo, caracterizada
pela construção robusta do rotor e terminais conectados a anéis deslizantes, conferindo-lhe
maior simplicidade e eficiência operacional.
Em breve análise, os motores de indução do tipo bobinado se caracterizam por uma
configuração mais complexa que inclui anéis deslizantes e escovas para transferência de
corrente do estator para o rotor, como visto na Figura 1. Esse design proporciona maior
flexibilidade, permitindo ajustes na operação do motor. No entanto, devido à sua estru-
tura mais intricada, esses motores demandam manutenção mais frequente. Essa categoria
é frequentemente empregada em contextos onde a personalização e o controle preciso são
essenciais para atender às demandas espećıficas de determinadas aplicações industriais.
Figura 1: Esquema de funcionamento do motor com rotor tipo bobinado
Por outro lado, os motores de indução do tipo gaiola de esquilo apresentam uma
construção mais robusta e simplificada, Figura 2. Seu rotor é constitúıdo por barras
condutoras curto-circuitadas, eliminando a necessidade de anéis deslizantes e escovas.
Essa caracteŕıstica resulta em uma operação mais confiável e uma manutenção redu-
zida, tornando-os uma escolha comum em ambientes industriais onde a durabilidade e a
eficiência operacional são prioritárias.
3
Figura 2: Motor com rotor do tipo gaiola de esquilo
2.2 Caracteŕısticas importantes do motor de indução
Uma caracteŕıstica crucial para o entendimento dos motores de indução, trata-se do
escorregamento, que é uma medida que descreve a diferença entre a velocidade do campo
magnético giratório no estator (velocidade śıncrona, ns) e a velocidade real de rotação
do rotor (n). Essa diferença, regida pela Equação 1 é essencial para compreender o
desempenho do motor e é causada devido fatores como resistência elétrica, atrito e carga
mecânica, que fazem que o rotor não consegue acompanhe a velocidade śıncrona.
O escorregamento, mesmo sendo proveniente de limitações f́ısicas, é, na verdade, essen-
cial para o funcionamento de um motor de indução. Basta entender que, caso a velocidade
do campo girante e do rotor fosse a mesma, não haveria variação de fluxo para induzir
correntes no rotor, segundo a lei de Faraday e, portanto, o rotor não possuiria um campo
magnético induzido, que produz seu moimento.
s =
ns − n
ns
(1)
Essa mesma equação ainda pode ser escrita por n = (1 − s)ns, com o intuito de se
analisar a velocidade de rotação do rotor em função da velocidade śıncrona.Além disso,
a partir do processo de geração de um campo magnético girante em velocidade śıncrona
do motor de indução, essa velocidade (em rpm) pode ser definida pelo número de polos
da máquina e pela frequência da corrente aplicada ao estator, como revela a expressão
matemática vista abaixo.
ns =
120 · f
Np
(2)
Outra análise muito importante no estudo dos motores de indução se dá por meio dos
seus circuitos equivalentes, como visto na Figura 3. Na seguinte imagem está sendo consi-
derado um circuito equivalente para cada fase do motor de indução trifásico. No circuito
representativo, o resistor R1 e o indutor X1 simbolizam, respectivamente, a resistência e a
indutância das bobinas do estator, enquanto R2 e X2 denotam a resistência e a indutância
das bobinas do rotor em relação ao estator. Por último, Xm representa a indutância de
magnetização do motor.
A partir da manipulação matemática do referido circuito acima é posśıvel encontrar
alguns parâmetros fundamentais que serão descritos a seguir. Inicialmente, segundo estu-
dado em sala de aula e de acordo com (FITZGERALD E KINGSLEY, 2014), observa-se
4
Figura 3: Circuito Equivalente do Motor de Indução
que nem toda potência ativa de entrada é transferida para a sáıda. Logo na entrada do
circuito parte da potência de entrada é subtráıda devido às perdas no cobre do estator,
encontrando assim a potência transferida no entreferro, conforme a Equação 3, na qual
q1 representa o número de fases do sistema.
Pg1 = q1 · I22 ·
R2
s
(3)
Já subtraindo as perdas do rotor, encontra-se a potência mecânica transferida:
Pmec = Pg1 − Pcur = (1− s)Pg1 (4)
Finalmente, pode-se considerar que a potência de sáıda será a potência mecânica
menos as perdas rotativas e suplementares. Em problemas que essas perdas são nulas,
leva-se em consideração que a potência de sáıda, transferida à carga, é igual a potência
mecânica.
Ademais, as expressões do conjugado são essenciais para o estudo dos motores de
indução. A seguir, a equação será apresentada sem a necessidade de dedução, haja visto
que tal abordagem já foi tratada em sala de aula. Essa expressão foi obtida do material
disponibilizado pelo professor.
T =
Pg1
ωs
=
q1 ·R2 · I22
ωs · s
(5)
Além dessa análise do circuito equivalente, ainda é posśıvel usar o teoerema de Thévenin
para encontrar outro modelo de circuito equivalente, exemplificado na Figura 4. Esse tipo
de observação é mais prática principalmente quando se deseja encontrar relações envol-
vendo o conjugado do motor.
Figura 4: Circuito Equivalente de Thevenin
5
As grandezas vistas no circuito acima podem ser calculadas por meio das seguintes
expressões:
V1eq =
∣∣∣∣ jXmR1 + j(X1 +Xm)
∣∣∣∣ · V1 (6)
Z1eq = R1eq + jX1eq = (R1 + jX1)||Xm (7)
Neste relatório ainda será necessário calcular os valores de torque máximo, além do
escorregamento a conjugado máximo. Essas equações podem ser encontradas por meio do
estudo do circuito equivalente acima referenciado e, segundo visto trazido pelo professor
na sala de aula, podem ser representadas tal qual seguem as expressões.
Tmax =
1
ωs
·
0, 5 · q1 · V 21eq
R1eq +
√
R21eq + (X1eq +X2)
2
(8)
STmax =
R2√
R21eq + (X1eq +X2)
2
(9)
6
3 Ensaio em Vazio
Oensaio em vazio é realizado com o motor sem carga mecânica, o que permite a
observação do comportamento do motor quando não há carga aplicada ao seu eixo, ou
seja, em vazio. Este ensaio fornece informações sobre as perdas do motor, a corrente
de excitação, o fluxo magnético gerado e a velocidade de rotação em condições ideais de
operação.
O motor utilizado para este ensaio foi um motor de indução trifásico do tipo gaiola de
esquilo, cuja especificações estão na figura 5.
Figura 5: Especificações do Motor Utilizado
3.1 Implementação Experimental
Como é posśıvel observar na placa do motor na figura 5, os valores nominais de tensão
e corrente variam de acordo com a ligação dos motores (delta ou estrela). Assim, durante
o procedimento experimental realizado pelo grupo, foram realizadas medições nas duas
configurações de ligação da máquina, em delta e em estrela. Tomando isso como referência,
no que diz respeito ao passo a passo para realizarmos o ensaio do MI trifásico em vazio,
deve-se:
1. Ligar o motor em delta ou estrela e conectá-lo a uma fonte trifásica respeitando-se
a sequência de fases. Junto a isso, ligar equipamentos de medição para tensões e
correntes.
Figura 6: Motor Ligado em Estrela Figura 7: Motor Ligado em Delta
7
2. Aplicar tensão trifásica variável e crescente até o valor nominal do motor (380V em
estrela e 220V em delta), sem carga no eixo.
3. Registrar os valores de corrente, tensão e potência por fase enquanto o motor está
em operação em vazio. Segundo já mencionado, os valores foram registrados para
ligação em delta e estrela, como visto na tabela a seguir.
Ligação em Estrela Ligação em Delta
Fase Tensão Corrente Potência Tensão Corrente Potência
A 380,6V 1,57A 53W 220,3V 2,68A 61W
B 376,7V 1,53A 28W 217,8V 2,75A 30W
C 381,2V 1,43A 43W 220,0V 2,46A 33W
Tabela 1: Ensaio em Vazio com Motor em Estrela e em Delta
4. Retirar a tensão variável, aplicar uma tensão cont́ınua Vcc e medir a corrente Icc.
Figura 8: Medição da Resistência do Estator
A partir da implementação do passo a passo acima, foram obtidos os valores do ensaio
em vazio tanto para o motor ligado em estrela, quanto para o motor ligado em delta, como
mostrado nas figuras 6 e 7. Os valores encontrados das tensões, correntes e potências, nas
3 fases estão explicitados na tabela 1.
Por fim, o item 4 objetivava medir a resistência do estator, a partir de uma tensão
cont́ınua qualquer e a medição da corrente correspondente. Como forma alternativa,
foi utilizado o ampeŕımetro, como explicitado na figura 8, sendo a tensão cont́ınua de
alimentação sua própria bateria interna, de 9V.
Resistência do Estator (r1)
Vcc: 9V Icc: 1,45A r1 : 6,2Ω
Tabela 2: Medição da Resistência do Estator
8
3.2 Cálculo dos Parâmetros
Neste ensaio, o circuito equivalente do motor de indução trifásico em vazio considerado
será o mesmo da Figura 3, contudo retirando a carga do rotor, tal como explicitado na
Figura 9. Vale salientar que a ligação dos enrolamentos de campo do motor para o relatório
em questão foi feita em estrela (Y). Ou seja, apesar de terem sido feitas medições para os
dois casos (em Y e em δ, essa foi apenas uma precaução do grupo para que se obtivessem
mais dados em caso de alguma incongruência. Portanto, deste momento em diante, todos
os cálculos realizados irão levar em conta a ligação do motor em Y.
Figura 9: Circuito Equivalente do Motor de Indução em Vazio
Isso se deve ao fato de que, funcionando em vazio, o motor apresenta um escorrega-
mento bem próximo de 0 (zero). Ou seja, uma resistência infinita é representada por
um circuito em aberto, assim retirou-se a extensão que designava a carga no rotor, logo
I2 = 0.
A partir dessas observações e das medições feitas, calculam-se os parâmetros que o
ensaio em vazio permite obter. Para o desenvolvimento dos cálculos a partir de então
será considerada a configuração em estrela, pois, nesse caso, os parâmetros medidos de
corrente e potência já são medidos em fase, bastando apenas transformarmos as tensões
medidas (em linha) para tensões de fase.
1. Resistência do Estator (r1): poderia ser calculada aplicando uma tensão cont́ınua
Vcc e medindo Icc, para utilizarmos a fórmula r1 =
Vcc
Icc
. Contudo, a resistência foi
medida diretamente com o ampeŕımetro e obteve-se r1 = 6, 2Ω.
2. Indutâncias do Estator e de Magnetização do Motor (X1+Xm): Utilizando
como referência a montagem em estrela e as medições da fase A, é posśıvel encontrar
(X1+Xm). Como na montagem em estrela ter-se-á IL = IF , não é necessário alterar
as correntes medidas (de linha), contudo VL = VF ·
√
3, logo precisa-se converter as
tensões medidas (de linha) para tensões de fase, portanto:
V0 =
380, 6√
3
= 219, 74V
V0
I0
=
√
r21 + (X1 +Xm)
2 → 219, 74
1, 57
=
√
6, 22 + (X1 +Xm)2 → (X1+Xm) = 139, 82
3. Perdas Rotacionais (Pr): No ensaio em vazio, a potência medida P0 representa
as perdas rotacionais e as perdas em r1, logo:
P0 = Pr + r1I
2
0 −→ Pr = P0 − r1I20 −→ Pr = 53− 6, 2 · 1, 572 −→ Pr = 37, 72W
9
4 Ensaio com o Rotor Bloqueado
O ensaio com rotor bloqueado, diferentemente do ensaio em vazio, no qual o motor
opera sem carga mecânica, simula uma situação de falha onde o rotor é impedido de girar.
Este teste permite a avaliação das correntes de partida, das caracteŕısticas de torque e do
comportamento térmico do motor sob condições de sobrecarga momentânea.
O motor utilizado para este ensaio foi um motor de indução trifásio do tipo gaiola de
esquilo, cuja especificações estão na figura 10.
Figura 10: Especificações do Motor Utilizado
4.1 Implementação Experimental
Igualmente no ensaio em vazio, os valores de tensão e corrente variam de acordo com
o tipo de ligação da máquina (delta ou estrela). Analogamente, os valores para ambas
ligações foram realizados para observar como o máquina se comporta nessas situações.
Assim sendo, para realizarmos o ensaio do MI trifásico com rotor bloqueado, deve-se:
1. Ligar o motor em delta ou estrela e conectá-lo a uma fonte trifásica respeitando-se
a sequência de fases. Junto a isso, ligar equipamentos de medição para tensões e
correntes.
2. Mantenha o rotor preso e aplique tensão trifásica variável e crescente até obter
corrente nominal do estator (4,42A em delta e 2,56A em estrela).
10
Figura 11: Rotor Preso para o Ensaio
3. Registrar os valores de corrente, tensão e potência por fase enquanto o motor está em
operação com o rotor bloqueado. A tabela a seguir mostra esses valores registrados
quando o motor foi ligado em delta e em estrela.
Ligação em Estrela Ligação em Delta
Fase Corrente Potência Tensão Corrente Potência Tensão
A 2,56A 69W 70,0V 4,40A 73W 41,3V
B 2,57A 71W 69,7V 4,42A 74W 40,8V
C 2,56A 69W 70,1V 4,36A 72W 41,2V
Tabela 3: Ensaio com Rotor Bloqueado em Estrela e em Delta
A partir da implementação do passo a passo acima, foram obtidos os valores do ensaio
com rotor bloqueado, como mostrado na figura 11, tanto para o motor ligado em estrela,
quanto para o motor ligado em delta. Os valores encontrados das tensões, correntes e
potências, nas 3 fases estão explicitados na tabela 4.
4.2 Cálculo dos Parâmetros
Neste ensaio, o circuito equivalente do motor de indução trifásico em vazio considerado
será o mesmo da figura 3, contudo, como Z2 << Xm, a reatância do ramo pode ser
considerada um circuito aberto, tal como explicitado abaixo. Vale salientar que a ligação
dos enrolamentos de campo do motor para o relatório em questão foi feita em estrela (Y).
Ou seja, apesar de terem sido feitas medições para os dois casos (em Y e em δ, essa foi
apenas uma precaução do grupo para que se obtivessem mais dados em caso de alguma
incongruência. Portanto, deste momento em diante, todos os cálculos realizados irão levar
em conta a ligação do motor em Y.
11
Figura 12: Circuito Equivalente do Motor de Induçãocom Rotor Bloqueado
Isso se deve ao fato de que, com o rotor bloqueado, o motor apresenta um escorrega-
mento igual a 1.
A partir dessas observações e das medições feitas, agora calculam-se os parâmetros
que o ensaio com rotor bloqueado permite obter. Para o desenvolvimento dos cálculos a
partir de então será considerada a configuração em estrela, pois, nesse caso, os parâmetros
medidos de corrente e potência já são medidos em fase, bastando apenas transformarmos
as tensões medidas (em linha) para tensões de fase.
1. Resistência do Rotor (r2): A potência medida Prb representará as perdas em
r1 + r2, logo:
Prb = (r1 + r2)I
2
rb −→ 69 = (6, 2 + r2) · 2, 562 −→ r2 = 4, 33Ω
2. Indutâncias do Estator e do Rotor (X1, X2): Como agora tem-se conhecimento
de r1 e r2, pode ser encontrado (X1, X2). Como na montagem em estrela IL = IF ,
não faz-se necessário alterar as correntes medidas (de linha), contudo, para um
sistema equilibrado, como um motor de indução trifásico, VL = VF ·
√
3, logo precisa-
se converter as tensões medidas (de linha) para tensões de fase, portanto:
Vrb =
70, 0√
3
= 40, 41V
Vrb
Irb
=
√
(r1 + r2)2(X1 +X2)2 −→
40, 41
2, 56
=
√
(6, 2 + 4, 33)2(X1 +X2)2
(X1 +X2) = 11, 76Ω
Como (X1, X2), de acordo com a norma IEEE 112, não podem ser medidos separa-
damente, realizar-se-á a distribuição emṕırica de acordo com a figura 13 da tabela
de recomendação presente na norma.
A partir disso, admite-se então que X1 = X2 =
X1 +X2
2
, logo:
X1 = X2 =
X1 +X2
2
=
11, 76
2
= 5, 88Ω
3. Indutância de Magnetização do Motor (Xm): Como determinou-se (X1+Xm)
no ensaio anterior e agora X1 é conhecido, é posśıvel determinar Xm:
X1 +Xm = 139, 82 −→ 5, 88 +Xm = 139, 82 −→ Xm = 133, 94Ω
12
Figura 13: Distribuição Emṕırica de Reatâncias de Dispersão em Motores de Indução
13
5 Análises e Discussão
5.1 Circuito Equivalente de Thévenin
Para realizar uma análise do motor de indução de forma mais objetiva, foi utilizado
um circuito equivalente de Thévenin com o intuito de facilitar o processo de obtenção das
caracteŕısticas do motor. Nesse viés, o circuito representativo pode ser simplificado ao
realizar algumas relações, sendo obtido o seguinte circuito.
Figura 14: Circuito equivalente de Thevenin
Sendo assim, para encontrar o valor da impedância equivalente do estator (Z1eq =
R1eq + jX1eq), foi aplicada a seguinte expressão:
R1eq + jX1eq = (R1 + jX1)//jXm
R1eq + jX1eq =
(6, 2 + j5, 88) · j133, 94
(6, 2 + j5, 88) + j133, 94
R1eq + jX1eq = 5, 6783 + j5, 8845
Já para determinar o valor de tensão equivalente (V1eq), é posśıvel utilizar a seguinte
expressão:
V1eq =
V1
R1 + j(X1 +Xm)
· jXm
V1eq =
219, 74
6, 2 + j(5, 88 + 133, 94)
· j133, 94
V1eq = 210, 2923
5.2 Modelagem de Parâmetros
Após ter determinado o circuito equivalente de Thévenin, deve ser realizado a relação
entre os torques e as respectivas potências. Nesse sentido, é necessário especificar o torque
de partida, o nominal e o máximo, assim como o escorregamento nominal e o máximo.
14
Sabendo disso, primeiramente na partida o escorregamento (S)pode ser considerado igual
a 1 e, assim, para determinar o conjugado de partida utilizou-se a seguinte expressão:
Tp =
1
ωs
·
q1V
2
1eqr2
(R1eq + r2)2 + (X1eq +X2)2
(10)
ωs =
4πf
P
=
4π60
4
= 188, 4rad/s
Tp =
1
188, 4
· 3 · 210, 2923
2 · 4, 33
(5, 6783 + 4, 33)2 + (5, 8845 + 5, 88)2
(11)
Tp = 12, 7808N.m (12)
Em seguida, para determinar o conjugado nominal, antes é necessário encontrar o
escorregamento nominal (Snom). Para isso, utiliza-se o parâmetro velocidade de rotação
n descrito na placa do motor com o valor de 1715 rpm e o ns =
120·60
4
= 1800rpm. Assim,
é posśıvel definir o Snom pela equação abaixo:
Snom =
ns − n
ns
=
1800− 1715
1800
= 0, 04722 (13)
Diante disso, define-se o conjugado nominal (Tnom) como a razão entre a potência
nominal (Pnom) e ωm, onde Pnom é igual 1,1 kW segundo a placa do motor e ωn . Dessa
forma, Tnom será:
Tnom =
Pnom
ωm
=
1100
1715 · π
30
= 6, 1280N.m (14)
Para finalizar e determinar o conjugado máximo (Tmáx), primeiramente é necessário
obter o escorregamento máximo (SmáxT ), o qual é encontrado com a seguinte aplicação:
STmáx =
r2√
R21eq + (X1eq +X2)
2
(15)
STmáx =
4, 33√
5, 67832 + (5, 8845 + 5, 88)2
= 0, 3314
Feito isso, o Tmáx é definido por meio da relação abaixo:
Tmáx =
1
ωs
·
0, 5q1V
2
1eq
(R1eq +
√
R21eq + (X1eq +X2)
2
(16)
Tmáx =
1
ωs
· 1, 5210, 2923
2
(5, 6783 +
√
5, 67832 + (5, 8845 + 5, 88)2
Tmáx = 18, 78N.m
Diante disso, abaixo pode ser visualizado uma tabela relacionando todos os valores
encontrados para os torques e escorregamentos nas situações propostas.
15
Parâmetros calculados
Situações Conjugados (N.m) Escorregamento (s)
Partida 12,7808 1
Nominal 6,1280 N.m 0,04702
Máximo 18,78 N.m 0,3314
Tabela 4: Parâmetros Calculados
Além disso, é posśıvel fazer a simulação computacional do torque em função do escor-
regamento, como visto na curva a seguir, feita por meio do software online Geogebra:
Figura 15: Curva do conjugado em função do escorregamento
5.3 Efeitos de resistências de rotor adicionais
Ademais, com o intuito de simular como se o motor utilizado fosse bobinado, é ne-
cessário determinar a resistência a ser inserida ao circuito do rotor, em série e por fase,
para que o conjugado máximo ocorra na partida. Dessa forma, é posśıvel obter tal re-
sistência por intermédio da seguinte relação:
16
r2
STmáx
=
r2 + rad
S ′
(17)
4, 33
0, 3314
=
4, 33 + rad
1
Assim, a resistência que será adicionada é igual:
rad = 13, 0657− 4, 33 = 8, 7357Ω
Caso seja feita a plotagem da nova curva com os novos valores de resistências adicionais
no rotor, obtém-se o comportamento abaixo:
Figura 16: Curva do conjugado em função do escorregamento para novo valor de re-
sistência no rotor
Além disso, vale a pena analisar o comportamento adicional do torque em função da
velocidade do motor, de acordo com as resistências adicionais de rotor. No gráfico abaixo,
foram plotadas as situações já vistas anteriormente (T e T ′), que agora estão em função
da velocidade do rotor n, mas também foram feitas as plotagens para valores arbitrários
de resistores adicionados em série com os enrolamentos do rotor, sendo seus valores 2Ω e
5Ω.
17
Figura 17: Curva do conjugado em função da velocidade do rotor para diferentes valores
de resistores adicionais
É posśıvel ver a transição do formato da curva de T (n) para T ′(n), conforme se
aumenta os valores dos resistores em série em T2Ω e T5Ω. Além disso, os valores do
torque de partida estão de acordo com os simulados em gráficos anteriores. Além disso,
percebe-se um fato muito importante nos gráficos apresentados, de que o torque máximo
nunca é ultrapassado com a mudança de R2, pois seu valor não possui dependência desta
variável, conforme a Equação 16.
18
6 Conclusão
O presente relatório abordou os motores de indução, destacando seu prinćıpio de fun-
cionamento, caracteŕısticas e ensaios laboratoriais. Os ensaios do motor operando em
vazio e com rotor bloqueado foram discutidos e as equações para cálculo de parâmetros
foram apresentadas.
Por meio do ensaio em vazio, foi posśıvel determinar a resistência do estator r1, as
indutâncias do estator e de magnetização do motor (X1+Xm) e as perdas rotacionais (Pr).
Já por meio do ensaio com o rotor bloqueado, foi determinada a resistência do rotor (r2),
a indutâncias do estator e do rotor (X1, X2), e a indutância de magnetização do motor
(Xm). Desta forma, por meio das simplificações que o circuito equivalente de Thévenin
por fase do motor possibilita, foram obtidos: a impedância equivalente do estator (Z1eq =
R1eq + jX1eq), a tensão equivalente (V1eq) de Thévenin, o conjugado de partida (Tp), o
conjugado nominal Tnom, o conjugado máximo Tmáx e o valor de resistência que poderia
ser adicionado ao rotorpara garantir que o motor partisse já com seu conjugado máximo.
A partir de todos esses parâmetros, foram geradas simulações que descrevem o com-
portamento do motor para distintos valores de resistências, observando, portanto, o com-
portamento do motor conforme os modelos matemáticos e f́ısi cos estudados em sala de
aula. Algumas conclusões importantes são: o fato do torque máximo não depender do
valor da resistência do rotor e, conforme é aumentado o valor dessa resistência, para um
mesmo valor de torque exigido do motor, há a tendência que a velocidade do motor seja
reduzida.
A compreensão desses ensaios e parâmetros é fundamental para projetar, operar e
analisar o desempenho de motores de indução em diversas aplicações industriais e comer-
ciais. Os resultados obtidos em laboratório, combinados com análises teóricas, contribuem
para um entendimento mais aprofundado do comportamento desses motores em condições
espećıficas.
19
7 Referências
[1] FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY Jr., C. E. Máquinas Elétricas: Com Introdução
à Eletrônica de Potência. 6. ed. Bookman, 2014.
[2] KOSOW, I. L. Máquinas Elétricas e Transformadores. Globo, 1982.
20
	Introdução
	Fundamentação Teórica
	Princípio de funcionamento
	Características importantes do motor de indução
	Ensaio em Vazio
	Implementação Experimental
	Cálculo dos Parâmetros
	Ensaio com o Rotor Bloqueado
	Implementação Experimental
	Cálculo dos Parâmetros
	Análises e Discussão
	Circuito Equivalente de Thévenin
	Modelagem de Parâmetros
	Efeitos de resistências de rotor adicionais
	Conclusão
	Referências