Motores de Indução Trifásicos

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Motores de Indução Assíncronos Trifásicos
Também comumente chamados:
•MIT (Motor de Indução Trifásico)
•Motor Rotor de Gaiola de Esquilo
Prof. Eng. Paulo Lindenmeyer
Características construtivas:
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•É construído por finas chapas de aço com alta permeabilidade magnética e pelo 
enrolamento de campo, cujas bobinas são colocadas em ranhuras. O 
enrolamento de campo, pode ter muitas configurações diferentes. A maneira 
como esse enrolamento é construído determina o número de polos do motor, se 
é mono ou trifásico e os diferentes níveis de tensão aos quais pode ser ligado. 
Suas pontas (terminais) são estendidas até uma caixa de terminais, onde é feita a 
conexão com a rede elétrica de alimentação.
Estator :
Estator completo com bobinas do 
enrolamento de campo
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Núcleo do Estator
Carcaça
•No caso mais comum, o rotor é do tipo Gaiola ou Gaiola de Esquilo. O rotor é 
constituído de condutores retilíneos interligados nas duas extremidades por anéis 
de curto-circuito, tendo o volume central preenchido por chapas de aço com alta 
permeabilidade magnética. Existe um outro tipo de rotor, dito bobinado, que 
possui bobinas de fio de cobre e estas tem seus terminais ligados a anéis 
deslizantes coletores, permitindo a inserção de elementos que auxiliem na 
partida do motor. 
Rotor :
O rotor tipo Gaiola de Esquilo (Squirrel Cage), 
tem este nome devido sua semelhança de 
formato com rodas de exercício utilizadas 
para esquilos e hammsters de estimação 
mantidos em gaiolas.
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Rotor tipo Gaiola com 
condutores de alumínio
Rotor tipo Gaiola com condutores 
de cobre
Rotores tipo bobinado com anéis coletores
 (pouco comuns, não serão aqui abordados)
Características Principais:
● Extrema robustez
● Baixa manutenção
● Baixo custo de aquisição e manutenção
● Alto torque de partida
● Disponível em uma grande faixa de potência (de 0,25 a 30.000 CV)
● Pode ser utilizado em muitas aplicações industriais
● Necessitam de dispositivos eletrônicos complexos (Inversores de Frequência) 
para controle de sua rotação
● Alto pico de corrente na partida
● Alto rendimento (eficiência) quando utilizado nas condições adequadas
● Baixo fator de potência (FP) – Desvantagem 
● É tipo de motor mais utilizado na indústria, tanto numericamente quanto em 
potência instalada.
● Não produzem faíscas como motores CC
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A figura abaixo mostra os campos magnéticos formados pela alimentação trifásica 
em um motor de indução trifásico. O campo magnético de cada fase é 
representado por vetores (vermelho, azul claro e verde) e a soma vetorial destes 
gera o campo resultante (azul escuro). Observa-se que o campo resultante tem 
um efeito semelhante ao de um ímã girando dentro do rotor, produzindo um 
Campo Magnético Girante. A velocidade com que esse campo girante opera é 
chamada rotação síncrona (ns).
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ns=
120×f
P
A rotação síncrona nS é definida pela:
● Frequência da rede f , (60 Hz ou 50 Hz dependendo do país)
● Pela quantidade de polos P do enrolamento de campo do estator. A 
quantidade de polos de um motor é sempre par e é uma característica 
construtiva do motor 
Portanto a rotação síncrona nS de um motor de indução depende da frequência 
da rede alternada na qual o motor é ligado e do número de polos deste motor. A 
rotação síncrona irá também definir a rotação nominal de um motor nN (ou n ) 
como veremos adiante. A rotação nominal é a rotação do eixo do motor sob 
determinadas condições.
[rpm] , (Rotações por Minuto)
ns=(120×60)/2=3600rpm
ns=(120×60)/6=1200rpm
ns=(120×60)/4=1800rpm
ns=(120×60)/8=900rpm
ns=(120×60)/10=720rpm
O número de polos (P) do motor depende da forma de execução dos enrolamentos 
do estator. Assim, pode-se teoricamente, construir motores com qualquer 
quantidade par de polos, porém comercialmente encontra-se apenas motores de 2, 
4, 6, 8 ou 10 polos. 
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A rotação do eixo do motor um motor de indução assíncrono sempre será 
menor que a rotação síncrona ( n < nS ). Esta diferença é denominada 
Escorregamento e é expressa em % da rotação síncrona ( nS )conforme a 
expressão abaixo:
s=
ns−n
ns
×100 [%] , (porcento)
Onde:
nS é a rotação síncrona em rpm
n é a rotação do eixo do motor em rpm
O Escorregamento ( s ) sempre existirá e é inerente ao funcionamento do motor 
assíncrono (Rotação do eixo e do campo magnético do estator não síncronos). O 
escorregamento tipicamente é um valor entre 2% e 6% com carga mecânica 
nominal conectada ao eixo do motor. Pode chegar a valores muito baixos (0,5%) 
quando o motor estiver sem carga acoplada ao eixo.
A rotação nominal deste motor é 1760 rpm. 
Como esta é sempre um pouco menor que a 
rotação síncrona concluímos que nS = 1800 
rpm e que é um motor de 4 polos. 
s=1800−1760
1800
×100=2,22%
Placa de dados de um MIT
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A potência nominal de um motor de indução é a potência mecânica que este 
motor é capaz de entregar continuamente em seu eixo para a carga quando 
alimentado com tensão e frequência nominais. Por se tratar da potência na saída 
do motor e sendo do tipo mecânica, é muitas vezes expressa em CV ou HP. Estas 
unidades porém não fazem parte do S.I. ( Sist. Intern. de Unidades) sendo o 
correto expressar potência em W (Watt). 
Potência do MIT:
1 CV = 736 W = 0,736 kW 
1 HP = 746 W = 0,746 kW Muitos fabricantes de motores, por 
simplificação, fazem em a seguinte 
aproximação: 1 CV = 1 HP = 750 W = 0,75 kW
S=√3×V L×I L
Pel=S×cosϕ Pmec=Pel−Pperdas
Potência Aparente ( S ) 
entregue pela rede 
trifásica em [ VA ]
Pmec
Potência Mecânica ( Pmec ) 
entregue pelo motor à carga 
expressa em [CV] , [HP] ou [W]
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As principais informações obtidas nesta placa são apresentadas a seguir.
η=
Pmec
Pel
×100=
Pel−Pperdas
Pel
×100
Pmec=Pel−Pperdas
Um motor elétrico consome potência da rede elétrica (potência elétrica ( Pel )) e a 
transforma em potência mecânica rotacional na saída do motor (Pmec) para 
acionar um equipamento acoplado ao seu eixo. Nesta transformação ocorrem 
perdas, principalmente na forma de calor. A razão entre a potência que sai do 
motor e a potência que entra determina a sua eficiência ou rendimento ():
● Eficiência ou rendimento () :
[%] , (porcento)
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● Fórmula geral da potência de MITs :
Pmec=√3×V L×I L×cosϕ×η em [W]
● Fórmula geral da corrente em MITs :
I=
Pmec
√3×V L×cosϕ×η
em [A]
S=√3×V L×I L
Pel=S×cos(ϕ )
Pmec=Pel−Pperdas
Potência Aparente ( S ) entregue 
pela rede trifásica em [ VA ]
Pmec
Potência Mecânica ( Pmec ) 
entregue pelo motor à carga 
expressa em [CV] , [HP] ou [W]
Lembrete 2 !! 
cos ϕ = FP (Fator de Potência)
Lembrete 1 !!
Nos cálculos a Pmec deve 
ser em Watts. [ W ]
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Placa de dados de um MIT
Pmec=√3×V L×I L×cosϕ×η
Pmec=1,732×220×26,4×0,82×0,91
Pmec=7506,3W=7,5kW
Pmec=7,5kW=10CV
I=
Pmec
√3×V L×cosϕ×η
I= 7500
1,732×220×0,82×0,91
I=26,37 A
● Fórmula geral da potência de MITs :
● Fórmula geral da corrente em MITs :
 FATOR POTÊNCIA (FP) ou
“Power Factor” (PF) ou
 cos φ
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● Fórmula da Corrente Nominal em MITs :
IN=
PmecN
√3×V LN×cosϕ N×ηN
em [A]
● Fórmula da Corrente de Partida em MITs :
em [A]
Lembrete !!
Nos cálculos a Pmec deve ser 
em Watts. [ W ]
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I p=( I p / I N )×IN
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Corrente de Partida 
Instantânea e RMS X Tempo
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Alguns problemas decorrentes desta elevada corrente de partida são:
• queda de tensão na rede de alimentação;
• aumento da bitola dos condutores de alimentação 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 RGE e 
CEEE (RS), é exigido algum dispositivo que reduzaa corrente de partida de 
motores com potência superior a 5cv (alimentação em 220V) e 7,5cv 
(alimentação em 380V).
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;
• inversores de frequência, quando além de limitar a corrente de 
partida, necessita-se controlar a rotação do motor.
Dados de um MITs em tabela de fabricante
Exemplo: Calcule a corrente de um motor de potência nominal de 3 CV, alimentado 
em 380 V e com uma carga mecânica acoplada ao seu eixo equivalente a 50% da 
capacidade de carga deste motor.
I=
Pmec
√3×V L×cosϕ×η
I= 3×750×0,5
1,732×380×0,64×0,838
I=3,187 A
50% da 
carga 
nominal
FP e rendimento variam conforme 
varia a carga mecânica aplicada 
ao eixo do motor
Lembrete !! A fórmula vale para cargas entre 
50% e 100% da carga nominal. Para cargas 
acima de 100% da carga nominal usamos FP 
e ƞ correspondente a 100% de carga, 
respeitando o limite do FS.
Região preferencial de operação. Cargas 
entre 75% e 100% da potência nominal.
Chama-se FATOR DE SERVIÇO (FS) ao fator que, aplicado à potência nominal, 
indica a carga que pode ser aplicada de maneira continua ao motor, sem que isto 
gere dano. 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 e dentro de certos limites. O Fator de Serviço (FS) expressa 
quantitativamente a sobrecarga que um MIT pode suportar de maneira contínua e 
é expresso por um valor entre de 1,0 a 1,35. Um valor de FS = 1,35 indica que este 
motor pode ser sobrecarregado em 35% em relação a sua carga nominal. Um valor 
de FS = 1,0 indica que este motor não pode funcionar sobrecarregado de maneira 
contínua; isto entretanto não muda a sua capacidade para sobrecargas 
momentâneas. A contrapartida para o uso de um motor funcionar sobrecarregado 
e de maneira permanente, é a diminuição de sua vida útil. A NBR 7094 especifica 
os fatores de serviço usuais por potência.
Fator de Serviço (FS)
NÃO CONFUNDIR COM
 REGIME DE SERVIÇO
“Duty”
 FATOR DE SERVIÇO (FS)
ou “Service Factor” (SF) 
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É o grau de regularidade da carga a qual o motor é submetido. Esta regularidade 
tem efeito no aquecimento do motor e em consequência define também seu 
dimensionamento em termos de potência. Os motores de uso comum são 
projetados para regime contínuo S1 (carga é constante, por tempo indefinido e 
igual a potência nominal do motor). Os regimes de serviço (S1, S2, ….) são 
definidos por norma e tem sua definição descrita resumidamente abaixo.
Exemplos:
Regime de Serviço (“Duty”)
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Os regimes padronizados POR NORMA estão definidos a seguir:
• Regime contínuo (S1)
• Regime de tempo limitado (S2)
• Regime intermitente periódico (S3)
• Regime intermitente periódico com partidas (S4)
• Regime intermitente periódico com frenagem elétrica (S5)
• Regime contínuo com carga intermitente (S6)
• Regime contínuo com frenagem elétrica (S7)
• Regime contínuo com mudança periódica na relação carga/velocidade 
de rotação (S8)
• Regimes especiais.
Regime de Serviço (“Duty”)
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Ligações do MIT – 3 bobinas( ou 6 “pontas”) :
4
21
5
3
6
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Ligação ou “fechamento” em “Y” ou “Estrela”
3.L FV VVF = VL / √3 ou
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Ligação ou “fechamento” em “Y” ou “Estrela”
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Ligação ou “fechamento” em “Δ” ou “Triângulo”
 VL = VF
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 VL = VF
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Ligação ou “fechamento” em “Δ” ou “Triângulo”
3.L FV V
 VL = VF
“Y” ou “Estrela”
“Δ” ou “Triângulo”
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3.L FV V
 VL = VF = 220 V
 VL= √3 .220 V = 380 V
Neste caso, a ligação Y pode ser utilizada em duas 
situações: 
- Na partida com uma rede VL= 220 V;
- Com uma rede VL= 380 V;
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 VL = VF = 380 V
3.L FV V
 VL = √3 .380 V = 660 V
* Neste caso, a ligação Y é utilizada apenas
 na partida com uma rede VL= 380 V
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 Sistema 127 / 220 V
3.L FV V
 Sistema 220 / 380 V
220 3.127
380 3.220
V V
V V


 Pode ser ligado:
- Rede VL= 220 V – Ligação Δ
( A ligação Y é normalmente 
utilizada na partida com uma
 rede VL= 220 V ) 
- Rede VL= 380 V – apenas Ligação Y
 Pode ser ligado:
- Rede VL= 380 V – Ligação Δ
( A ligação Y é normalmente
 utilizada na partida com uma 
rede VL= 380 V )
- Rede VL= 660 V – apenas Ligação Y
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OBS.: Para inverter o sentido de rotação de um motor 
trifásico, basta que se troquem duas fases da alimentação.
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2
3 LE
P
Z  
2
L
Y
E
P
Z

Z
LE
LE
LE
LE
FE
3.L ZI I
3
3
F
L F
L
L
E
I I
Z
E
Z
E
Z
  



3.
3
3
3 3
1 3
L
L
LLY
E
I Z
EI
Z
 

  
 
ZZ
Z
Z
Z
3. L
L
E
I
Z

3L LYI I  
LI
LI
FI
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I LY=
I LΔ
3
Ou:
Considere um motor com a placa de dados abaixo e alimentado por uma rede trifásica 
220/380V (VF = 220V e VL = 380V). Iremos calcular a corrente de linha deste motor a plena 
carga IN e a corrente de partida IP com a ligação Δ e com a ligação Y.
● Com a ligação Δ e uma tensão 
de rede VL = 380V a corrente de 
linha será: IN = 170 A
● Nas mesmas condições a 
corrente de partida será: 
IP = ( IP / IN ) x IN = 7,3 x 170 
IP = 1241 A
● Com a ligação Y e uma 
tensão de rede VL = 380V a 
corrente de linha será: 
 I = 170/3 = 56,67A
● Nas mesmas condições a 
corrente de partida será: 
IP = (( IP / IN ) x IN ) / 3=
IP = (7,3 x 170) / 3 
IP = 413,6 A3L LYI I  Mantida a mesma tensão 
aplicada ao motor :
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Alguns problemas decorrentes desta elevada corrente de partida são:
• queda de tensão e instabilidade na rede de alimentação;
• aumento da bitola dos condutores de alimentação;
• necessidade de transformadores de maior potência;
• maior desperdício de energia.
As concessionárias de energia elétrica limitam a potência nominal de 
motores para os quais pode ser dada a partida direta: no caso da RGE e 
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).
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;
• inversores de frequência, quando além de limitar a corrente de 
partida, necessita-se controlar a rotação do motor.
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 IY = I / 3 e CMY = CM / 3
Mantida a mesma tensão de rede:
Para se reduzir a corrente de partida de um MIT pode-se utilizar diferentes 
métodos . Um dos mais simples e o mais conhecido é a partida estrela-triângulo 
ou Y-Δ (ípsolon-delta). Consiste em partir o MIT coma a ligação Y (ou estrela) e 
após o motor acelerar até uma rotação próxima (ou igual) da nominal comuta-se 
a ligação para Δ (triângulo ou delta). O motor irá operar então de maneira 
permanente com a ligação Δ . Esta operação é sempre realizada mantendo-se a 
mesma tensão de rede. Consegue-se assim reduzir a amplitude da corrente de 
partida em 3 vezes. Um efeito negativo desta partida é a redução do conjugado 
produzido pelo motor na mesma proporção. Ou seja, o conjugado produzido pelo 
motor será 3 vezes menor na ligação Y do que o conjugado produzido na ligação 
Δ . Para queesta partida possa ser implementada a tensão nominal da ligação Δ 
deve coincidir com a tensão de linha da rede que irá alimentar o motor. 
Efeito da partida Y-Δ na corrente 
e conjugado de um MIT
Efeito da partida Y-Δ na corrente 
e no conjugado de um MIT
Transição de Y para Δ ocorrendo antes de o motor atingir sua 
rotação nominal. Tipicamente esta transição deve correr após o 
motor atingir 90% de sua rotação nominal ( nN ). Caso contrário o 
pico de corrente é quase o mesmo da partida direta.
( nN ou ωN ) ( nN ou ωN ) 
Efeito da partida Y-Δ na corrente de um MIT
Transição de Y para Δ ocorrendo após o motor 
atingir sua rotação nominal. Ainda ocorre um 
pico de corrente porém, de curtíssima duração
( nN ou ωN ) 
Chaves Y-Δ manuais para MITs
Quadro Elétrico com chave de partida Y-Δ semi-
automática com contatores, relé de sobrecarga e relé 
temporizador 
Vantagens:
• Custo reduzido se comparado com outros métodos de redução da 
corrente de partida.
• Redução de 3 vezes na corrente de partida.
• Dimensões relativamente pequenas.
Desvantagens:
• Só pode ser utilizada em motores com dupla tensão com 6 ou 12 
terminais.
• Tensão da rede deve coincidir com a tensão em triângulo.
• Baixo conjugado de partida – Igual a 1/3 de (CP / CN) x CN .
•Só pode ser utilizada em cargas com conjugado resistente menor 
que 1/3 do conjugado de partida do motor.
• Uso do dobro de cabos até o motor, se comparada com a partida 
direta.
• Se o motor não atingir 90% da rotação nominal, na comutação de Y 
para Δ, o pico de corrente será praticamente o mesmo da partida 
direta.
Partida Estrela-triângulo ( Y-Δ )
Principais Métodos de Partidas p/
Motores Trifásico de Indução
MÉTODO DE PARTIDA -- TIPO DE ACIONAMENTO
• Partida Direta/ Reversora → Acionamento de pequenos
motores (tipicamente abaixo de 5cv e abaixo de 7,5cv em instalações 
industriais);
• Partida Estrela-Triângulo → Acionamento de grandes com baixo 
conjugado resistente de partida ou partida de motores com carga mecânica 
desacoplada;
• Partida Compensadora → Acionamento de grandes motores
com carga;
• Partida com Soft-Starter → Acionamento de grandes
motores com carga;
• Partida com Inversor de Frequência → Acionamento de
pequenos e grandes motores e quando necessita-se de controle da 
rotação.
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