MAQUINAS DE CORRENTE ALTERNADA

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MAQUINA ASSINCRONA
As máquinas de corrente alternada não são fundamentalmente diferentes das de corrente continua. Elas diferem somente em detalhes construtivos; os conceitos básicos são os mesmos.
Os aspectos de construção dos vários tipos de máquinas elétricas são examinados com o proposito de indicar como as condições para a produção de torque e tensão é satisfeitas e também para indicar por que são necessárias algumas diferenças.
A máquina de indução ou máquina assíncrona é a máquina elétrica mais utilizada em indústrias, normalmente operando sob a condição de motor. Seu desempenho como gerador deixa muito a desejar, limitando em muito o emprego da maquina assíncrona nesta condição.
A máquina assíncrona é conhecida como motor de indução, ou ainda como motor assíncrono. O seu largo emprego se justifica pela sua robustez, pois não existem partes que se desgasta facilmente, tais como: comutador e escova; pelo seu baixo custo, pouca manutenção e possibilidade de emprego em muitas aplicações como, por exemplo: em ambientes hostis como poeira, umidade, entre outros.
Aspectos construtivos
Carcaça
É a estrutura que suporta as demais tais como tampas, caixa de ligação, etc... Em geral éfeita de ferro fundido e dotada de aletas para melhorar a capacidade de dissipação de calor.
Máquina de Indução, vista em corte.
Estator
É formado de um núcleo de chapas magnéticas (também chamado de pacote), o qual possui ranhuras axiais para alojar o enrolamento do estator. 
O uso de chapas magnéticas é justificado pela redução de perdas e melhora do rendimento. O uso de ranhuras além de diminuir o entreferro efetivo e a corrente de magnetização, também é um meio bastante eficiente de transmissão do calor para o exterior.
O estator também aloja as bobinas do enrolamento estatórico que pode ser tanto trifásico como monofásico. Entre as chapas e as bobinas do enrolamento existe elementos de isolação, cuja função é evitar colocar a carcaça e o pacote de chapas sobtensão.
Rotor
É igualmente composto de um núcleo de chapas magnéticas, também dotadas de ranhuras axiais, onde o enrolamento do rotor é alojado. Os enrolamento são de dois tipos:
enrolamento em curto-circuito (rotor em gaiola de esquilo, rotor em curto circuito), formado de barras de alumínio conectadas por anel em ambas as extremidades do pacote de chapas .Este enrolamento não é acessível, ou seja não existe nenhum terminal acessível que permita acessá-lo.
A gaiola é injetada sob alta pressão e temperatura não havendo isolação entre as barras e o pacote de chapas. Os anéis nas extremidades axiais tem também a função de garantir uma rigidez mecânica ao pacote de chapas. A forma das ranhuras do rotor influencia o desempenho do motor, especialmente a curva de torque.
Enrolamento de bobinas (rotor bobinado) feitas em geral de cobre. Trata-se de umenrolamento semelhante ao enrolamento do estator, em geral trifásico. Os seus terminais sãoconectados a anéis coletores e escovas, os quais podem ser acessados externamente. Estetipo de enrolamento é usado quando se deseja um controle das características de torque evelocidade da máquina. É menos freqüente que o enrolamento em gaiola, uma vez que émais caro e menos robusto.
Existem máquinas de CA (em geral máquinas síncronas) em que não existe ranhuras, sendo que a superfície interna do rotor é lisa, conhecidas como slotless machine. Trata-se noentanto de máquinas de uso restrito,sendo a configuração com ranhuras a mais comum nocaso de máquinas elétricas.
A escolha de um motor com rotor bobinado também pode ser requerida devida ao processo de partida do motor, uma vez que este tipo de motor pode fornecer um torque mais elevado na partida.
Rotor bobindo
Princípio de funcionamento
A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator são sujeitos a uma corrente alternada, gera-se um campo magnético no estator, consequentemente, no rotor surge uma força eletromotriz induzida devido ao fluxo magnético variável que atravessa o rotor. A f.e.m. induzida dá origem a uma corrente induzida no rotor que tende a opor-se à causa que lhe deu origem, criando assim um movimento giratório no rotor. 
Como podemos constatar o princípio de funcionamento do motor de indução baseia-se em duas leis do Eletromagnetismo, a Lei de Lenz e a Lei de Faraday. 
Faraday: "Sempre que através da superfície abraçada por um circuito tiver lugar uma variação de fluxo, gera-se nesse circuito uma força eletromotriz induzida. Se o circuito é fechado será percorrido por uma corrente induzida". 
Lenz: "O sentido da corrente induzida é tal que esta pelas suas ações magnéticas tende sempre a opor-se à causa que lhe deu origem". 
O motor elétrico transforma a potência elétrica fornecida em potência mecânica e uma reduzida percentagem em perdas.
As perdas, que são inerentes ao processo de transformação, são quantificadas através do rendimento.
A Potência Mecânica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor. O torque é consequência direta do efeito originado pela indução magnética do estator em interação com a do rotor.
A velocidade de um motor de indução é essencialmente determinada pela frequência da energia fornecida ao motor e pelo numero de pares de polos existentes no estator. 
No motor assíncrono ou de indução o campo girante roda a velocidade síncrona, como nos motores síncronos. As velocidades do campo girante obtêm-se pela seguinte expressão:
Vg = velocidade do campo girante;
f = frequência;
n = numero de pares de polos.
Uma característica fundamental dos motores de indução é o escorregamento, daí tratar-se de motores assíncronos, o seu valor é dado pela seguinte expressão:
s – escorregamento 
V - velocidade do rotor 
A velocidade sofre um ligeiro decréscimo quando o motor passa de um funcionamento em vazio (sem carga) para um funcionamento em carga máxima.
Características Torque X velocidade.
A potência mecânica no eixo PM do motor (em W) está relacionada com o momento de torção M ou conjugado (em N×m) e com a velocidade do rotor n (em rpm) através da seguinte operação.
PM = (2π/60).n.M
A figura a seguir nos mostra as curvas do torque do motor, torque da carga e da corrente absorvida pelo mesmo ambas em função da velocidade do rotor.
Sem acionar nenhuma carga no eixo, a vazio, o motor fornece uma pequena potência mecânica somente para vencer o atrito por ventilação e nos mancais. O torque do motor neste caso é próximo de zero, a corrente iotambém é mínima e a velocidade do rotor é máxima nomas inferior a velocidade síncrona nS.
O motor ao acionar uma carga nominal em seu eixo a corrente aumenta para o valor nominal iNe a velocidade diminui até o valor nominal nNonde temos a igualdade de torque, isto é, torque do motor é igual ao torque de carga.
Podemos aumentar a carga no eixo do motor (torque de carga) além da carga nominal, procedimento que compromete a vida útil da máquina, até o ponto onde o torque do motor é máximo MM e, a velocidade do motor irá diminuir para nKe a corrente irá aumentar para iK.
Observe que na partida, velocidade igual a zero, o motor de indução absorve uma corrente muito elevada iPda ordem de até dez vezes a corrente iNe seu torque de partida é baixo MP dificultando com isso o acionamento de cargas que necessitam de um alto torque para partirem, como por exemplo: esteiras transportadoras carregadas.
 Aplicação
O motor assíncrono tem atualmente uma aplicação muito grande tanto na indústria como em utilizações domésticas, dada a sua grande robustez, baixo preço, arranque fácil (pode mesmo ser direto, em motores de baixa potência). Não possui coletor (órgão delicado e caro) tratando-se de um gaiola de esquilo; não produz faíscas e tem portanto uma manutenção muito mais reduzida do que qualquer outro motor. É utilizado o motor monofásico para baixas potências (até 1 a 2 Kw) e o polifásico para potências superiores.
Há que destacar que o motor de indução ideal está numa faixa de velocidade entre 900 e 1800rpm, e com potênciasinferiores a alguns milhares de KW. Associados aos conversores eletrônicos de tensão e frequência variáveis (variadores eletrônico de velocidade), os motores de indução tendem a assumir um papel quase que exclusivo nos acionamentos elétrico.