Livro Acionamentos Elétricos1a 62

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Agradecimentos i ~ 
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Ao professor Evandro Cherubini Rolin, coordenador dos cursos de 
Engenharia de ContraIe e Automayao e Superior de Tecnologia em Automayao 
Industrial do Cesumar pelo apoio e incentivo nesta jomada; 
A WEG pela coniribuic;:ao, permiUndo a reproduc;:ao de figuras e tabelns 
que proporcionaram um carMer pratico a obra; 
A AGPR5 Automayao e Sistemas Uda. 
esquematico colocado na capa do Iivro; 
pela gentileza de ter cedido 0 
Aos colegas prafessores dos cursos de Engenharia de Controle e 
Automac;:ao e Superior de Tecnologia em Automa~ao Industrial do Cesumar de 
Maringa-PR; 
Aos demais amigos e colegas nao citados que contribuiram de forma 
direta ou indireta com a realiza<;ao deste trabalho; 
A Editora Erica pelo apoio na elabor~ao e ediyao do livro; 
A Deus por ter me dado saude e condi<;:6es intelectuais para concluir a 
tarefa. 
·::.0 ~~i~~~~~~t~~ .~I~~~~~s .....•.•...•••...•.•..•••.• ~ 
Siglas 
AC (alternating current): corrente altemada.
 
CLP: controlador 16gico programavel.
 
CNC: contraIe numerico computadorizado.
 
CV (cavalo-vapor): potencia eletrica equivalente a 736 watts.
 
DC (direct current): corrente continua.
 
FT: rele de sobrecarga.
 
HP (horse-power): potencia eletrica equivalente a 746 watts.
 
IHM: interface homem maquina.
 
K: contator. 
, KT: reI€! de tempo.
 
NA: cantato normalmente aberto.
 
NF: contato normalmente fechado.
 
11: rendimento.
 
PID (proporcional integral derivativo): tecnica de controle utilizada em
 
processos industriais. 
PWM (pulse width modulation): modulac;::ao par largura de pulso. 
RPM: rotac;::6es por minuto. 
Setpoint: valor desejado. 
SCR (silicon controled rectifier): retificador contralado de silicio. 
TC: tranformador de corrente. 
TP: transformador de potencial. 
Vee: tensao em corrente continua. 
Vf (tensao de fase): tensao eletrica entre fase e neutra. 
VL (tensao de linha): tensao eletrica entre duas fases. 
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Iodice Analitico
 
Capitulo 1 - Motores Eletricos '" _ 17
 
1.1 - Motores de indu<;:ao
 18 
1.2 - Fatores de sele<;:ao _ 19
 
1.3 - Tipos de motores eletricos
 19 
1.3.1 - Motor com rotor gaiola de esquilo
 20 
1.3.2 - Motor com rotor bobinado 21
 
1.3.3 - Motor Dahlander "" .. 21
 
1.3.4 - Motor com dois enrolamentos separados , 21
 
1.3.5 - Motor para tres e quatro velocidades 22
 
1.4 - Constituic;:ao do motor de indw;:ao 22
 
1.5 - Motores de ind~.Ic;:i'lO monofasicos 24
 
1.5.1 - Motor monofasico com dois terminais 26
 
1.5.2 - Motor monofasico com quatro terminais 26
 
1.5.3 - Motor monofasico com seis terminais : 27
 
1.6 - Motores de indw;ao monofasicos 28
 
1.6.1 - Motor de p610s sombreados (Shaded Pole} 28
 
1.6.2 - Motor de fase dividida (Split Phase) 30
 
1.6.3 - Motor de capacitor de partida (Capacitor Start} 31
 
1.6.4 - Motor de capacitor permanente (Permanent Split Capacitor) .. 33
 
1.6.5 - Motor com dais capacitores (Two Value Capacitor) : 34
 
1.7 - Motor universal 35
 
1.8 - Identificac;:ao das bobinas de um motor monofasico 36
 
1.9 - Motores sincronos 38
 
1.9.1 - Utilizac;:ao do motor sincrono para correc;:ao do fator de
 
potencia ., " '" 40
 
1.9.2 - Desvantagens dos motores sincronos em relac;:ao aos motores
 
de induc;:ao : 41
 
1.9.3 - Vantagens dos motores sincronos em rela<;:ao aos motores
 
de induc;ao " 42
 
EXERCrCIOS PROPOSTOS 43
 
·::.8 ~~i~~~~~~t~~.~l~~r~~~s .•••...•.•.••..••.•......•. ~ 
------ ---
Capitulo 2 - Motores Trifasicos 45
 
2.1 - Motor de induc;;ao com rotor gaiola de esquilo 45
 
2.2 - Motor de rotor bobinado 46
 
2.3 - Motor trifasico com freio (motofreio trifasico) .48
 
2.4 - Motores de alto rendimento 52
 
2.5 - Principio de funcionamento de urn motor trifasico 53
 
2.6 - Caraeteristicas dos motores trifasicos 57
 
2.6.1 - Rendimento 57
 
2.6.2 - Escorregamento 59
 
2.6.3 - Categoria de conjugado 60
 
2.6.4 - Tempo com rotor bloqueado 63
 
2.6.5 - Ventilac;;ao 66
 
2.6.6 - Rotac;;ao nominal 68
 
2.6.7 - Regime de selVic;;o 68
 
2.6.8 - Fator de selVic;;o (FS) 69
 
2.6.9 - Tensao nominal multipla 70
 
2.6.10 - Numero de rotac;;6es 70
 
2.6.11 - Sentido de rotac;;ao : 71
 
2.6.12 - Grau de protec;;ao de motores(IP) 72
 
2.6.13 - Motores a prova de explosao 74
 
2.6.14 - Formas construtivas 74
 
2.7 - Perdas no motor 75
 
2.8 - Conexao dos enrolamentos 76
 
2.8.1 - Configurac;;ao em estrela (V) 77
 
2.8.2 - Ligac;;ao em triangulo ~ 79
 
2.8.3 - Partida serie paralelo 81
 
2.9 - Identificac;;ao das bobinas de um motor de induc;;ao trifasico 82
 
2.10 - Tabela de Caracteristicas Eletricas de Motores Trifasicos 85
 
EXERc!CIOS PROPOSTOS 86
 
Capitulo 3 - Definivoes de Potencia Eletrica 87
 
3.1 - Potencia ativa 87
 
3.2 - Potencia reativa 88
 
3.3 - Potencia aparente 89
 
----_._. ­
3.4 - Fator de potencia 92
 
3.4.1 - Causas do baixo fator de potencia 92
 
3.4.2 - Vantagens da correr;ao do fator de potencia 93
 
3.4.3 - Metodos para 0 melhoramento do fator de potencia 94
 
3.4.4 - Medi<;ao do fator de potencia 100
 
3.4.5 - Ponto de localizar;ao dos capacitores 100
 
3.5 - Potencia do transfonnador em fun<;ao do fator de potencia 104
 
3.6 - Potencia de motores trifasicos 105
 
3.7 - Fator de potencia dos motores 105
 
3.8 - Exemplo para determina<;ao das caracteristicas de potencia de
 
urn motor trifasico 106
 
EXERCICIOS PROPOSTOS 108
 
Capitulo 4 - Diagramas de Comando 109
 
4.1 - Disposilivos eletricos 109
 
4.2 - Dispositivos de comando e de prote<;ao 112
 
.4.2.1 - Classifica<;:ao dos dispositivos eletricos utilizados em baixa
 
tensao 113
 
4.3 - Fusiveis 116
 
4.3.1 - Aspectos construtivos dos fusiveis 118
 
4.4 - Caracteristicas dos fusiveis 119
 
4.4.1 - Tipo 0 120
 
4.4.2 - Tipo NH 122
 
4.4.3 - Dimensionamento dos fusiveis 124
 
4.4.4 - Fusiveis ultra-rapidos : 125
 
4.5 - Considera<;6es finais sobre os fusiveis 126
 
4.6 - Reles de sobrecarga 127
 
4.6.1 - Representa<;ao dos reles de sobrecorrente 132
 
4.6.2 - Dimensionamento 132
 
4.7 - Disjuntores motores ; 133
 
4.7.1 - Caracteristicas basicas 134
 
4.7.2 - Dispositivos de partida com disjuntor motor 134
 
4.8 - Contatores · 135
 
4.8.1 - Categorias de emprego dos contatores 137
 
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1
"':""'::---_._--~-
•
 
4.8.2 - Principais defeitos em corrtatores eIetricos
 142 
4.9 - Dimensionamento do contator 143
 
4.10 - Vida util do contator 144
 
4.11 - Blocos antiparasitas 145
 
4.12 - Principais caracteristicas dos contatores
 146 
4.13 - Reles auxiliares
 146
 
1464.13.1- Rele de tempo com retardo na energizac;ao
 
4.13.2 - Bloco temporizador pneumatico
 147 
4.13.3 - Rele de tempo estrela-triemgulo (Y -Li.)
 147 
4.13.4 - Rele de sequencia de fase 148
 
4.13.5 - Rele de protec;ao PTC : 148
 
4.13.6 - Reles de falta de fase 150
 
4.13.7 - Reles de minima e maxima tensao 151
 
EXERClcIOS PROPOSTOS 151
 
, ,. 
, ;Capitulo 5 - Chaves de Partida 153
 
, ! 
5.1 - Partida direta ; 154
 
5.1.1 - Esquema de ligac;:ao da chave de partida direta 156
 
5.1.2 - Exemplo de dimensionamento 157
 
5.2 - Partida estrela-triemgulo 158
 
5.2.1 - Esquema de ligac;:ao da chave de partida estrela-tri~mgulo 160
 
5.2.2 - Equacionamento da chave de partida estrela-tri€mgulo 161
 
5.2.3 - Vantagens da chave estrela-triangulo 167
 
5.2.4 - Desvantagens cia chave estrela-triangulo 167
 
5.3·· Pi.)rUda cornpcnsadora 167
 
5.3.1- Autotransforrnador de partida 1685.3.2 - Esquema de Iigac;ao da chave compensadora 170
 
5.3.3 - Equacionamento da chave de partida compensadora 171
 
5.3.4 - Determinac;:ao das correntes da chave compensadora 173
 
5.3.5 - Exemplo de dimensionamento de uma chave compensadora .. 176
 
5.3.6 - Vantagens da chave de partida compensadora 178 .
 
5.3.7 - Desvantagens da chave de partida compensadora 178
 
EXERclclOS PROPOSTOS 179
 
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•
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Capitulo 6 - Chaves de Partida Eletronicas 
6.1 - Soft-Starters 
6.1.1 - Principio de funcionamento 
6.1.2 - Circuito de potencia 
6.1.3 - Circuito de controle 
6.2 - Principais fun<;:oes da soft-starter 
6.2.1 - Prote<;:oes 
6.2.2 - Descri<;:ao dos parametros 
6.2.3 - Formas de liga<;:ao 
6.3 - Inversor de freqtiencia 
6.3.1- Principios basicos .' 
6.4 - Classifica<;:ao dos conversores de freqliencia 
6.4.1 - Conversores com contrale escalar 
6.4.2 - Conversores com contrale vetorial.. 
6.4.3 - Blocos componentes do inversor de freqliencia 
6.4.4 - Dimensionamento do inversor. 
6.4.5 - Sistemas de entrada e saida de dados 
6.4.6 - Formas de variac;:ao de velocidade em urn inversor de 
freqilencia 
6.4.7 - Conexoes de entrada e saida do inversor de freqilencia 
6.4.8 - Transferencia de configurac;:ao pela IHM 
6.4.9 - Aplicac;:ao dos inversores de frequencia em contrale 
6.4.10 - Considera<;oes finais sobre os inversores de freqliencia 
EXERCICIOS PROPOSTOS 
Apendice A - Esquemas Eletricos 
:.'. Apendice B - Simbologia Eletrica 
Referencias Bibliograficas 
Indice Remissivo 
.::.G ~C.i~~~~~~t~~ .~I~:r~~~s 
181
 
181
 
182
 
183
 
184
 
184
 
189
 
192
 
192
 
196
 
198
 
203
 
203
 
203
 
204
 
207
 
209
 
210
 
212
 
214
 
214
 
215
 
218
 
219
 
233
 
245
 
247
 
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Prefacio
 
A motivaya.o para elaborar 0 livro surgiu devido a dificuldade de obter um 
material didatico na literatura nacional que trate de acionamentos eletricos, com 
uma linguagem objetiva sem perder a essencia tecnica. 
Ele apresenta uma descriyao conceitual detalhada aliada a figuras e 
exemplos ilustrativos que harmonizam a abordagem te6rica com a pratica, 0 que 
possibilita 0 pleno entendimento das informa<;:oes. 
Compoe~se de seis capitutos e dois apendices que descrevem de maneira 
dinamica e didatica os conceitos fundamentais relativos a acionamentos de' 
maquinas eletricas. Ao final de cada capitulo encontra-se um conjunto de 
exercicios para facilitar a fixa<;:EIO do conteudo estudado. 
Os capitulos iniciais apresentam os conceitos relativos aos motores 
eletricos monofasicos a partir da descriya.o do seu principia de funcionamento, 
caraeteristicas 'construtivas e eletricas e formas de Iiga<;:ao. 
Os capitulos seguintes trazem as definiyoes de potencia elctrica, fator de: 
potencia, suas causas, metodos de medi<;:ao e corre<;:a.o. 
Os dispositivos eletricos e chaves de partida sao tratados intensamente em' 
dois capitulos com a descriyEIO de suas caracteristicas, pOl' meio de conceitos 
tecnicos e com 0 auxilio de figuras, possibilitando compreender e dimensional' 
as chaves de partida e os diagl'amas de comando utilizados em acionamentos 
eletricos. 
o ultimo capitulo e c.lcslinado as chaves de partida clctronicas; 
soft-starter e inversor de freqilencia que atualmentesao os equipamentos maiS 
utilizados nesses processos ao lado dos controladores 16gicos programaveis 
(CLP's). Os apendices A e B apresentam os principais diagramas e1etrico~ 
utilizados na pratica e a descri<;:ao da simbologia adotada por normas nacionais 
e intemacionais. Euma obra recomendada a tecnicos, tecn610gos e engenheiros 
que atuam nas areas de automa<;:ao, mecatronica e eletrotecnica, alem de 
profissionais que desejam manter-se atualizados. 
o autor 
MOTORES ELETRICOS 
o motor eletrico e urn dispositivo que transforma. energia eletrica em 
energia medmica, em geral, energia cinetica, ou seja, num motor, a simples 
presen<;a da corrente eletrica, seja corrente continua ou altemada, garante 
movimento em, um eixo, que pode ser aproveitado de. diversas maneiras, 
dependendo da aplica<;:ao do motor. 
o acionamento de maquinas e equipamentos mecamcos por motores 
eletricos e urn assunto de grande importancia economica. Estima-se que 0 
mercado mundial de motores eletricos de todos os tipos seja da ordem de uma 
dezena de bilhoes de dolares por ano. No campo dos acionamentos industriais, 
avalia-se que de 70 a 80% da energia eletrica consumida pelo conjunto de todas 
as industrias seja transformada em energia medmica par motores eletricos. 
Figura 1.1 - Motor eJetrico de indw;ao tri/6sico. 
Isso significa que, admitindo-se urn rendimento medio da ordem ,de 80% 
do universo de motores em aplica<;:oes industriais, cerca de 15% da energia 
.~ ...........................•.~~.t~~~s.~l.e~~i~~~ ..........•.................0." :.1� 
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eletrica industrial transforma-se em perdas nos motores. No Brasil, a fabrica<;iio 
de motores eJetricos e urn segmento relevante da atividade economica. 
No inkio da decada de 80, a industria brasileira de motores produziu em 
torno de tres milh6es de unidades por ano, tendo mais do que 80 mil unidades 
acima de 20 CV. Entre 0 fabricante e 0 usuario final deve existir uma estreita 
comunicac;:ao, de forma que seja feita uma correta selec;:ao do motor a ser 
utilizado em determinada aplicac;:ao. 
De acordo com 0 tipo de fonte de alimentac;:ao os motores eletricos 
podem ser divididos em motores de corrente continua e de corrente alternada. 
Apresentamos a seguir algumas caracterlsticas basicas dos motores AC e 
DC: 
Motores DC: sao conhecidos par seu contrale precise de velociclade e 
por seu ajuste fino e sao, portanto, largamente utilizados em aplicac;:6es que 
exigem tais caracteristicas. Vale comentar que a utiliza~ao dos motores de 
corrente continua teve um grande incremento nos ultimos anos, grac;as a 
eletronica de potencia, Fontes estaticas de corrente continua com tiristores 
confiaveis, de baixo custo e manutenc;:ao simples, substituiram as grupos 
conversores rotativos. Com isso, motores de corrente continua passaram a 
constitui: altemativa mais atrativa em uma serie de aplicac;6es. 
Motores AC: a grande maioria das aplicac;6es tern sua configurac;:ao 
mais economica com a utilizac;ao de motores de inclw;:ao de gaiola. Estima-se 
que 909;() (em unidades) clos motores fabricaclos sejam desse tipo. 
Quando nao hil necessidade de ajuste e contraIe de velocidade e a 
potencia e inferior a cerca de 500 CV, sua utilizac;:ao e amplamente dominante. 
Pode-se dizer que outros tipos de motores sao utilizados somente quando 
alguma peculiaridade determina tal opc;ao. 
Qbscrv(~Q.t 0 constante descnvoluimcmto da e1ctronica de potencia deve /evar a um 
progressivo abandano dos matores de corrente contfnua. [sso pOl'quc fontcs de tensuo e 
!requencia contro/adas, que alimentam motores de corrente a/ternada, principalmente os de 
indw;Qo de gaio/a, ja estQo se transformando em opi;i5es mais atraentes quanta ao ajuste e ao 
contro/e de velocidade. 
1.1 - Motores de induvao 
o motor de indw;:ao converteu-se no tipo mais usado na industria, porque 
a maioria dos sistemas atuais de distribuiyao de energia eJetrica e de corrente 
'::.0 ' ~~i~~~~~~t~~.~l:~r:~~s ~
 
-- T'.. l' ~ ---~,~	 ..':-'~---'01.-~- -~~~"~-:~-7,:~~r:~~,£t':;.:\_:~~~.,:
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alternada.Comparando com 0 motor de corrente continua, 0 motor de indw;ao 
tern como vantagern a sua simplicidade, que se traduz em baixo custo e maxima 
eficacia com manutenc;:ao minima. 0 rendimento e elevado para medias e 
maximas cargas, e pode-se assegurar um born fator de potencia com uma 
sele<;ao correta. 
1.2 - Fatores de sele~ao 
Na seleyao do motor, varios fatores sao determinantes. A importancia 
desses fatores depende da utilizac;:ao a que 0 motor esta sUjeito e das' 
possibilidades do investidor. A seguir estao enumerados os principais fatores que 
devem ser levados em considerac;:ao no processo de selec;:ao de um motor: 
•	 Fonte de alimentac;:ao: tipo, tensao, freqUencia, simetria, equilibrio etc.; 
•	 Condi<;6es ambientais: agressividade, periculosidade, altitude, tempe­
ratura etc.; 
•	 EXigencias da carga e condi<;6es de servi<;o: potencia solicitada, 
rotac;:ao, esforc;:os mecanicos, configura<;ao fisica, ciclos de operac;:ao, 
confiabilidade etc.; 
•	 Consumo e manutenc;:ao (varia com os interesses econ6micos, 
perspectiva a curto ou longo prazo); 
•	 Controlabilidade: posic;:ao, torque, velocidade, corrente de partida (de 
acordo com exigencias da carga). 
1.3 - Tipos de motores eletricos 
Os motores eletricos sao basicamente divididos em duas grandes 
categorias quando consideramos tipo de tensao: corrente continua e corrente 
alternada. A figura 1.2 mostra uma descric;:ao detalhada dOlO principais tipos de 
motores. 
II	 Motores Eletricos . Q .:.1 
1m \::J. rm.. ~	 I 
I 
I
I
••~--------~ -----........c,.,~_',;·.1·
-.. -- --­
- Split phase 
Capacitor
- de partida 
Gaiola de I Capacitor ~ esquilo pennanenteI 
P610s
-
sombreados
-1 Assincrono ~ 
Capacitor de I 
dais valores 
rl Monofiisico f----- Rolor [ Repulsao
-1 bobinndo I I 
,-- Relutfmcia
-1 SincronoI Motor CA t--H Universal I L Histerese 
de galola rrl Assincrono L de aneis 
Trifasico r- ImaI-- -~ pennanente 
-1 Sfncrono P610sI­
salientcs 
Excita<;flo 
. 
P610s Iisos
,~ I I-
Figura 1.2 - Tipos de motores eletricos. 
Serao abordados com maior profundidade os motores em corrente 
alternada, ja que a maioria dos motores eletricos utilizados na industria pertence 
a esta categoria. 
as motores assincronos trifasicos sao as mais utilizado$ em conjunto com 
comandos eletricos devido ao seu custo, robustez e facilidade para inverseo do 
Isentlclo de rota9&o. EXistem dois tlpas de rotates nElSSI\IlS mdtotes. 0 mais 
comum e, sem duvida, 0 rotor gaiola de esquilo, conhecido tambQm como I 
rotor em curto-circuito ou rotor de gaiola. 0 segundo e 0 rotor bobinado. 
I 
I 
1.3.1 - Motor com rotor gaiola de esquilo I 
Io rotor gaiola de esquilo e 0 mais robusto de todos. Nao exige 0 uso de 
escovas nem de comutadores, 0 que evita muitos problemas relacionados a I 
desgaste e manutenc;:ao. I 
, 
,.: e ~~i~~~~~~t~~ .~:~~~~s ~ 
, 
, 
I 
I 
I 
--.-. ~'~-~A.·~~~-...w8 _.-"._'~"'i"".'l-$,;{t~,~"W<t,.;o-~"",~ 
____-_ ~~~:~;~:.~.~'~~_~'_';~---S'; ":~~ .-.'~,2.,,=~~:.~_:,~~~~~r:~F::,
A forma mais simples do motor com rotor gaiola de esquiIo apresenta um 
conjugado de partida relativamente fraco e 0 pica de corrente na partida 
aicanc;:a ate dez vezes 0 valor da corrente nominal do motor. Esses aspectos 
podem ser m~lhorados parcialmente pela construc;:ao do proprio rotor. Em 
especial, as barras que formam a gaiola influem nessas caracteristicas. Motores 
de melhor desempenho sao equipados com rotores gaiola de barras altas, barras 
de cunha ou barras duplas. ­
1.3.2 - Motor com rotor bobinado 
o rotor bobinado tem um enrolamento composto por tres bobinas, 
semelhante ao estator do motor. Essas bobinas sao ligadas normalmente em es­
trela, com os tres terminais livres conectados a aneis deslizantes no eixo do 
rotor. Esses aneis permitem, por meio de escovas, a conexao de reostatos 
(resistores variaveis) no circuito das bobinas do rotor para manipular as 
caracteristicasde partida, como, por exemplo: melhorar 0 conjugado de partida 
e diminuir 0 pica de corrente na partida. 
Alem de diferentes rotores, existem ainda varios tipos de enrolamentos 
nos estatores dos motores com a finalidade de obter mais de uma velocidade de 
regime para 0 mesmo motor. 
1.3.3 - Motor Dahlander 
, 0 enrolamento Dahlander e 0 preferido para motores de duas 
velocidades, sendo uma velocidade maior e outra menor. 0 numero de rotac;:oes 
em velocidade menor corresponde sempre ametade do numero de rotac;oes em 
velocidade maior. 0 rendimento do motor em velocidade maior e melhor do 
que em velocidade menor. A potencia do motor em velocidade maior e 1.5 ate 
1.8 vezes maior do que em velocidade menor. . 
o enrolamento Dahlander consiste em seis bobinas, que podem ser 
combinadas de duas formas. 0 motor possui seis terminais, como 0 motor para 
uma velocidade, ponzm nao pode ser adaptado para duas tensoes. 
1.3.4 - Motor com dois enrolamentos separados 
I Nesse tipo de motor existemdois enrolamentos separados, 0 que possibilita duas velocidades em urn so motor. Cada enrolamento e ligado para obter a respectiva velocidade, deixando 0 segundo enrolamento desligado e 
1 G.:.II Motores Eletricos 
•...................................................................................
 
, . 
vice-versa. Isso traz a desvantagem de que apenas metade do motor esta ativa, 0 
que diminui seu rendimento. 
1.3.5 - Motor para tres e quatro velocidades 
Em motores de tres velocidades une-se um enrolamento Dahlander a um 
enrolamento separado. Para obter quatro velocidades unem-se dais enro­
lamentos Dahlander separados em um 56 motor. A respeito das razoes das 
velocidades e do rendimento, vale 0 que foi dito anteriormente para 0 caso do 
motor Dahlander. 
1.4 - Constitui~ao do motor de indu~ao 
o motor assincrono e constituido, basicamente, pelos seguintes ele­
mentos: 
•	 Urn circuito magnetico estatico: composto de chapas ferromag­
neticas empilhadas e isoladas entre si, ao qual 5e da 0 nome de estator, 
em que fica a carca<;:a que e a estrutura que tambem tern a funyao de 
suporte do conjunto. Possui uma constrw;:ao robusta em ferro fundido, 
a<;:o ou alumlnio injetado, resistente a corrosao e com aletas para a 
refrigerayao. 
•	 Bobinas: de acordo com 0 numero de grupos que caracterizam 0 
motor monofasico ou polifasicoj localizadas em cavas abertas no 
estator e alimentadas pela rede de corrente altemada. 
•	 Rotor: formado pOl' urn nucleo ferromagnetico, tambem laminado, 
sobre 0 qual se encontra um enrolamento ou um conjunto de 
condutores paralclos, nos quais sao induzidas correntes provocadas 
pela corrente alternada das bobinas do estator. 
o rotor e apoiado em uma cavidade que transmite a carga a energia 
mecanica produzida. 0 entreferro (distancia entre a rotor e 0 estator) e bastante 
reduzido, de forma a diminuir a corrente em vazio, que leva a perdas, mas 
tambem aumenta 0 fator de potencia em vazio. 
A figura 1.3 apresenta as diversos elementos que compbem 0 motor 
assincrono de rotor em gaiola de esquilo: 
': 0	 ~~i~~~~~~t~~ .~I~~r~~~s ~
 
·._~ __~ == ..<.~~~.~:"'" "·!~J::.:~:jtt~·~~~--
..
. ­
1.­
..
..
..
..
 
iii
...
 
...
..
...
•
\ 
2v 
Figura 1.3 " Motor de indw;aa gaia/a de esquilo. (cartesia WEGj 
A partir da figura 1.3 podemos dividir construtivamente 0 motor em duas 
partes: 
Estator: 
• Carca<;a (1) 
• Nuc!eo de chapas (2) 
• Enrolamento trifasico (8) 
Rotor 
• Eixo (7) 
• Nuc!eo de chapas (3) 
• Barras e aneis de curto-circuito (12)
 
Outras partes:
 
• Tampa (4) 
• Ventilador (5) 
• Tampa defletora (6) 
II Motores Eletricos e·.:"
..................................................................................
 ' 
I
'
~:z~ _ 
• Caixa de ligac;:ao (9) 
• Tenninais (1O) 
• Rolamentos (11) 
J . 
Quando0 motor e energizado, ele funciona como um transformador com 
secundario em curto-circuito, portanto exige da rede uma corrente muito maior 
do que a nominal, podendo atingir cerca de sete vezes 0 valor da corrente 
nominal. A mC?dida que 0 campo girante arrasta 0 rotor, aumentando sua 
velocidade, a corrente diminui ate atingir a corrente nominal, no tempo em que 
a rotac;:ao atinge seu valor nominal. No capitulo 2 temos a descric;:ao de 
funcionamento do motor eletrico. 
1.5 - Motores de indu~ao monofasicos 
Os motores monofasicos sao assim chamados porque os seus enro­
lamentos de campo sao ligados diretamente a uma fonte monofasica.
 
Entre os varios' tipos de motores eletricos monofasicos, os motores com
 
rotor gaiola destacam-se pela simplicidade de fabricac;:ao e, principalmente, pela
 
robustez, confiabilidade e manutenc;:ao reduzida.
 
Por terem somente uma fase de alimentac;:ao, nao possuem um campo 
.girante como os motores polifasicos, mas um campo magnetico pulsante. Isso 
impede que tenham torque de partida, tendo em conta que no rotor se induzem 
campos magneticos alinhados ao campo do estator. 
Para solucionar 0 problema de partida, utilizam-se enrolamentos auxi­
liares, que sao dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase 
ficticia, permitindo a formac;:ao do campo girante necessario para a partida. 
Assim, teremos um enrolamento de armadura com duas partes: um 
enrolamento principal, que e coneetado diretamente a rede de alimentac;:ao. A I 
outra parte e 0 enrolamento secundilrio ligado em serie com um capacitor e I 
esse circuito e Iigado em paralelo com 0 circuito principal. Desta maneira, a I
corrente eletrica que circula pelo enrolamento auxiliar esta adiantada em 
aproximadamente 90° da corrente do enrolamento principal. I 
INa figura a seguir temos um motor monofasico de uso comerciaJ. 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
---_... _-­
_______-. "_'--_'_-~- .._-_'"~_-::_-::.-,~~-. -"~~E~I~~ ----
Figura 1.4 - Motor mono!6sico. (cortesia WEG) 
as motores de induc;:ao monofasicos sao a altemativa natural aos motores 
de induc;:ao polifasicos, nos locais onde nao se disp6e de alimentac;:ao trifasica, 
sendo empregados com freqUeneia em resideneias, escrit6rios, oneinas e em 
zonas rurais, em aplicac;:6es como: bombas d'agua, .ventiladores e meio de 
acionamento para pequenas maquinas. Nao e recomendavel 0 emprego de 
motores monofasicos maiores que 3 CV, pois estao Iigados somente com uma 
fase da rede, provocando um considerilVel desbalanceamento de carga na rede. 
a emprego de motores monofasicos se justifica pelos itens citados 
anteriormente, entretanto temos alguns inconvenientes desse tipo de motor: 
•	 Levando-se em considerac;:ao 0 Gusto, 6 motor monofasico tem um 
custo rnais elevado que urn motor trifasico de mesma poteneia. 
•	 0 motor monofasico sofre desgaste mecEmico do platinado (contato 
centrifugo necessario a partida do motor). 
•	 0 motor monofasico a1canc;:a apenas 60 a 70% da potencia do motor 
trifasico do mesmo tamanho. 
•	 a motor monofasico apresenta rendimento e fator de potencia 
menores. 
•	 Nao e possivel inverter diretamente 0 sentido de rotac;:ao de motores 
monofasicos. 
II	 Motores Eletricos @ .:." · II	 , ' 
A seguir, temos os tres tipos de motores monofasicos mais utilizados na 
prirtica. 
1.5.1 - Motor monofasico com dois terminais 
E destinado apenas a um valor de tensao, e nao pode ser adaptado a 
diferentes valores de tensao. Assim, a tensao aplicada na placa deve ser igual a 
tensao da rede de alimenta9ao. 
Outro inconveniente e 0 fato de nEm ser possivel a inversao do seu sentido 
de rota9ao, pois ele tem somente dois terminais em que sao ligados os 
condutores de fase (Ll) e neutro (N). A inversao dos cabos de alimenta9ao fase 
e neutro nao provoca a inversao do sentido de giro. 
1.5.2 - Motor monofasico com quatro terminais 
Nesse tipo de motor 0 enrolamento e dividido em duas partes iguais. 
Toma-se possivel a instala9ao do motor a dois valores de tensao, que sao 
chamados de tenSQO maior e tenSQO menor. 
o valor de tensao maior e sempre igual a duas vezes 0 valor de tensao 
menor, sendo que os valores mais utilizados sao 220 V para 0 de maior tensao 
e 110 V para 0 de menor tensao. Nao Ii possivel inverter 0 sentido de rota9ao 
desse motor. 
Pelo diagrama a seguir, os terminais 1 e 2 sao conectados a uma metade 
e os terminais 3 e 4 a segunda metade do enrolamento. As duas partes do 
enrolamento devem ser ligadas em serle se a tensao de alimenta9ao for de 220 
V. Se a tensao de alimenta<;:ao for 110 V, as duas partes do enrolamento devem 
ser ligadas em paralelo, como mostra a figura 1.5. 
Ll N L1 N 
c:r-o1 1 Lo-l
 
1 2 3 4 3 2 4
 
Figura 1.5 - Esquema de Iigci<;ao de motor monojasico com quatro terminais.
 
': 8 ~~i~~~~~~t~~ .~l~~~~~s...•........•.•..••••..•... ~
 
-----~ 
>",,--_.. -...-~.,", ....,. 
______________-~~:..::_~~~_-:-~- :..·,~~@f$t¥r-""t··5'*t4i*it(-~,,,-.·c 
1.5.3 - Motor monofasico com seis terminais
 
Com esse tipo de motor podemos efetuar a liga<;:ao em dois tipos de 
tensao de alimenta<;:ao diferentes. Alem disso, pode-se inverter 0 sentido de giro 
desse motor. E necessario ressaltar que nao e possivel fazer a inversao com 0 
motor em movimento. Deve-se desliga-lo para que possa ser dada a partida em 
outra dire<;:ao. 
Os terminais 1 ate 4 sao conectados as duas metades do enrolamento, 
como nos motores de quatro terminais. Os terminais 5 e 6 estao ligados a parte 
e tem como fun<;:ao a inversao do sentido de rota<;:ao, bastando inverter a 
liga<;:ao dos terminais 5 e 6. 
A liga<;:flO do motor a maior tensao (220 V) e feita como no motor de 
quatro terminais. A figura 1.6 mostra 0 esquema de liga<;:ao para a tensao 
maior. Para inverter 0 sentido de rota<;:ao, basta trocar as conex6es dos 
temiinais 5 e 6. 
Ll N 
k L-A ~
 ~
 
Figura 1.6 - Esquema de liga<;iio de motor monoj6sico com seis term ina is. 
A figura seguinte mostra a liga<;:ao na menor tensao (llOV). Como no 
caso da maior tensao, para inverter a rotac;;ao, basta trocar a ligac;;ao dos 
terminais 5 e 6. 
Ll N Ll N 
~~ X 
Figura 1.7 - Inversiio de rota<;iio de motor com seis terminais. 
•~ ~ ~~~~:~s. ~~e.t~~~~ e.'.:'
I, 
--
1.6 - Motores'de indu~ao monofasicos 
Estao divididos nas categorias enumeradas a seguir: 
• Motor de p610s sombreados (ou shaded pole) 
• Motor de fase dividida (ou split phase) 
• Motor de capacitor de partida (ou capacitor start) 
• Motor de capacitor permanente (ou permanent split capacitor) 
• Motor com dois capacitores (ou two value capacitor) 
1.6.1 - Motor de p610s sombreados (Shaded Pole) 
o motor de p610s sombreados, tambem denominado motor de campo 
distorcido (ou shaded pole), grac;:as ao seu processo de partida, e 0 mais 
simples, confiavel e econ6mico dos motores de indw,:ao monofasicos. 
Construtivamente, existem diversos tipos, e uma das formas mais comuns 
e a de polos salientes. Cada polo tern uma parte (em geral 25% a 35%) 
abrac;:ada por uma espira de cobre em curto-circuito, como emostrado na figura 
1.8. 
A corrente induzida nessa espira faz com que 0 fluxo que a atravessa sofra 
urn atraso em relac;:ao ao fluxo da parte nao abrac;:ada por ela. 0 resultado disso 
e semelhante a urn campo girante que se move da direc;:ao da parte nao 
abrac;:ada para a parte abrac;:ada do polo. Isso produz 0 torque que fan~ 0 motor 
partir e atingir a rotac;:ao nominal. 
o sentido de rotac;:ao, portanto, depende do lado em que se situa a parte 
abrac;:ada do polo. ConseqUentemente, 0 motor de campo distorcido apresenta 
urn unico senlido de rolac;50. Esle, geralmcnle, pode ser InverUdo, mudnndo-se 
a posic;:ao da ponta de eixo do rotor em relac;:ao ao estator. Existem outros 
metodos para obter inversao de rotac;:ao, mas muito mais dispendiosos.·: e ~~i~~~~~~t~~ .~I~~~~~s.•..•••..•..•....••..••..•. ~ 
--- ---­-;--_---:::---:-:--::------------~~-
.~ 
/
Espira 
de sombra 
Figura 1.8 -Motor de palos sombreados. 
As espiras de sombra sao aneis de cobre inseridos nas sapatas polares. 
Devido a induyao magnetica nos aneis, 0 campo magnetico no entreferro sob 
eles ter<~ uma defasagem em relayao ao restante da regiao da sapata polar. 
Tudo ocorre como se houvesse urn campo girante sob cada sapata polar. 
Quanto ao desempenho, os motores de campo distorcido apresentam . 
baixo torque de partida (15% a 50% do nominal), representado na figura 1.9, 
baixo rendimento e baixo fator de potencia. Devido a esse fato, eles sao 
normalmente fabricados para pequenas potencias, que vao de alguns milesimos 
de CV a 1/4 CV. De forma geral, 0 controle de velocidade dos motores de 
campo distorcido consiste em reduzir a tensao de alimentayao aplicada. 
100 
50 
-t--.-----r---.--r-'---,-~ %0, 
20 40 60 80 100 . 
Figura 1.9 - Curua torque x rotat;QO para 0 motor de palos sombreados. 
Pcla sua simplicidade, robustez e baixo custo sao ideais nas seguintes 
aplicayoes: movimentayao de ar (venlllndorcs, exnuslorcs, puriflcndores de 
ambiente, unidades de refrigerayao, secadores de roupa e de cabelo, pequenasi 
bombas e compressores, projetores de slides, gira-discos e aplica~6es domes-' 
ticas). 
, f:::\ .~ ~~.t~~~. ~~e.t~i~~~ ~.'.:! i 
.- .. _.-- ..~,,,.-- ~ 
0"-=._" "'-0 ,.::.~~-.-.;:; .. _.~· ..:t~.':~''''·","<" ..",­
-~"'~-"'''-''''''-''''''''''''':' '.'#"l'''''''••';''C'''~'''_''''''''~;'';'''';'_' - _- ~.~.~,~.- ';w7'lwriF,-::-·· ..;f:;: t~l"!k"' ttRtiz 
-~------------------~-
1.6.2 - Motor de fase dividida (Split Phase) 
Esse motor possui urn enrolamento principal e urn auxiliar (para a 
partida), ambos defasados de 900 , como mostra a figura 1.10. 0 enrolamento 
auxiliar cria urn deslocamento de fase que produz 0 torque necessario para a 
rota<;:ao inicial e a ace1erac;ao. Quando 0 motor atinge uma rotac;ao predeter­
minada, 0 enrolamento auxiliar e desligado da rede por meio de uma chave que 
normalmente atua por uma for<;:a centrifuga (chave ou disjuntor centrifugo) ou, 
em casos especificos, por rele de corrente, chave manual ou outros dispositivos 
especiais. Como 0 enrolamento auxiliar e dimensionado para atuar apenas na 
partida, se nao for desligado logo apos a partida, danifica-se. 
o angulo de defasagem que se pede obter entre as correntes do 
enro/amento principal e do enrolamento auxiliar e pequeno; assim 0 conjugado 
de partida e proporcional ao sene do angulo entre as correntes nos 
enrolamentos principal e auxiliar, no instante da partida; por isso esses motores 
tem torque de partida igual ou pouco superior ao nominal, 0 que limita a sua 
aplicac;ao a potencias fracionarias e a cargas que exigem pouco torque de 
partida, tais como:. maquinas de escritorios, ventiladores e exaustores, pequenos 
polidores, compressores hermeticos, bombas centrifugas etc. Normalmente sao 
construidos em potencias fracionarias que nao excedem % de CV. 
. A chave centrifuga mantem em uniao urn bloco de contatos com os 
contatos do enrolamento auxiliar atraves de mdas, de modo que 0 circuito esta 
fechado na partida. A medida que. aumenta a velocidade do motor, pesos sao 
deslocados para fora, superam a tensao das molas e afastam 0 bloco de 
contatos, abrindo 0 circuito do cnrolamento iluxiliar, 0 qual pcrmancce aberto 
enquanto 0 motor estiver funcionando . 
.__----./_---....,1 Chave centrlluga 
C 
'C 
i
u 
8 ~ 
~ 
Enrolamento auxiliar 
Figura 1.10 -Motor de Jose diuidida. 
Para esse tipo·· de motor 0 ~nrolamento auxiliar e desconectado da rede 
por maio de chava centrifuga quando a rota~ao estiver situada entre 75% e 80% 
da valocidade sincrona, pois nesse intervalo de velocldades, 0 conjugado 
produzido pelo campo pulsante do enrolamento principal excede aquele 
.: 0 , , ~~i~~~~~~t~~ .~I~:~~~s , ~ 
,--"------~ 
..~>d 
I 
iI desenvolvido pelos dois enrolamentos combinados. A Figura 1.11 mostra 0 
comportamento do torque com a variayao da velocidade do motor. 
200 
100 t-----­
--+-----.----...-------,,----Y----t---. %n 
s 
20 40 60 80 100 
. 
Figura 1.11 - Curva torque x rota~ao para 0 motor de Jase dividida. 
A corrente de rotor bloqueado varia entre cinco e sete vezes a corrente 
nominal, mas nao constitui urn problema. Uma vez que os rotores desse tipo de 
.motor sao de tamanho reduzido, apresentando uma baixa inercia mesmo 
quando ligados Ii carga, a corrente de partida relativamente elevada cai quase 
que instantaneamente. 
Para inverter 0 sentido de giro do motor de fase dividida, e necessario
 
inverter a polaridade dos terminais de ligayao da rede em relayao a urn dos
 
enrolamentos, principal ou auxiliar. A inversao do sentido de giro nunca pode
 
ser feita em condiyoes de funcionamento.
 
o controle de velocidade em motores de fase dividida deve ser realizado
 
numa faixa bastante limitada, que se situa acima da velocidade de operayao da
 
chave centrifuga e abaixo da velocidade sincrona. Seu controle de velocidade e
 
muito dificil, ja que sua velocidade sincrona e determinada pela freqUenCia da
 
rede e pelo numero de p610s desenvolvidos pelo enrolamento principal.
 
1.6.3 - Motor de capacitor de partida (Capacitor Start) 
E urn motor semelhante ao de fase dividida. A principal diferenya reside
 
na inclusao de urn capacitor eletrolitico em serie com 0 enrolamento auxiliar de
 
partida. 0 capacitor permite maior angulo de defasagern entre as correntes dos
 
enrolamentos principal e auxiliar, proporcionando elevados torques de partida.
 
A figura 1.12 descreve 0 motor de capacitor de partida. Como no motor de
 
fase dividida, 0 circuito auxiliar e desligado quando 0 motor atinge entre 75% e
 
80% da velocidade sincrona.
 
• ~ ~.o.t~~~s. ~I.e.t~i~~~ @.'.:' :
, 
-----------
i 
Nesse intelValo de velocidades, 0 enrolamento principal sozinho 
desenvolve quase 0 mesmo torque que os enrolamentos combinados. Para 
velocidades maiores, entre 80% e 90% da velocidade sincrona, a CUlVa do 
torque com os enrolamentos combinados cruza a CUlVa de torque do 
enrolamento principal, como mostra a figura 1.13. Desta forma, para 
velocidades acima deste ponto, 0 motor desenvolve menor torque, para 
qualquer escorregamento, com 0 circuito auxiliar ligado do que com ele 
desligado. 
=--,----/ -----11 C1­ Chave centrrruga 
."
c
Po 
~ 
E'" 8
.!S! 
2 
c 
w 
Enrolamenta auxilinr 
, Figura 1.12 -Motor com capacitor de partida. 
Devido ao fato de 0 cruzamento das CUlVas nao ocorrer sempre no 
mesmo ponto e, ainda, 0 disjuntor centrifugo nao abrir sempre exatamente naI. 
mesma velocidade, e pratica comum fazer com que a abertura aconte<;a, na 
media, urn pouca antes do cruzamenta das CUlVas. 
'!bCn 
300-t---~ 
200 
, ,
,, 
, i 100 
; 
-+---r--...,..---~--'-I----l--+ %ns
20 40 60 80 100 
Figura 1.13 - Curva de torque x rotac;ao para 0 motor com capacitor de partida. 
Com a seu elevado torque de partida (entre 200% e 350% do torque 
nomina!), 0 motor de capacitor de partida pode ser utilizado em uma grande 
variedade de aplica<;6es Ii! fabricado para potencies que VaG de 1/4 CV a 15 CV. 
Davida eo dimensionamento do enrolamento auxiliar e do capacitor de 
partida' basear-se apenas no seu funcionamento intermitente, uma chave 
.: e ~~i~~~~~~t~~ .~I~~r~~~s...•...••...•........•..•.. ~
 
,.
 
centrifuga de partida defeituosa pode causar danos nao apenas aos , 
enrolamentos do motor, mas tambem ao capacitor. 
Igualmente aos motores de fase dividida, para inverter 0 sentido de giro 
dos motores de capacitor de partida, e necessario inverter a polaridade dos 
terminais de liga<;:ao da rede em rela<;:ao a um dos enrolamentos. Isso toma 
possivel realizar a inversao do sentido degiro com 0 motor em funcionamento. 
1.6.4 - Motor de capacitor permanente (Permanent 
Split Capacitor) 
Nesse tipo de motor, 0 enrolamento auxiliar e 0 capacitor ficam perma­
nentemente ligados, sendo 0 capacitor do tipo eletrostatico, como indica a 
figura 1.14. 0 efeito desse capacitor e criar concli<;:oes de f1uxo muito 
semelhantes as encontradas nos motores polifasicos, aumentando, com isso, 0 
torque maximo, 0 rendimento e 0 fator de potencia, alem de reduzir sensi- . 
velmente 0 ruido. 
8
 
Enrolamento auxiliar 
Figura 1.14 -Motor de capacitor permanente. 
Construtivamente,. sao menores e isentos de manuten<;:ao, pois nao. 
utilizam contatos e partes m6veis, como nos motores anteriores. Porem, 0 seu 
torque de parlida e inferior no do motor de rase c1lvidida (50911 a 1000/l1 do· 
conjugado nominal), 0 que limita sua aplica<;:ao a equipamentos que nao· 
requerem elevado torque de partida, tais como: maquinas de escrit6rio,. 
ventiladores, exaustores,· sopradores, bombas centrifugas, esmeris, pequenas. 
serras, furadeiras, condicionadores de ar, pulverizadores etc. Sao fabricados, 
normalmente, para potencias de 1/50 a 1,5 CV. A figura 1.15 ilustra 0 
comportamento do torque com a varia<;:ao da velocidade. 
1'iI, Motores Eletricos e:;­
...................................................................~ .
 
%CS 
300 
200­
100 
-+---r---,---.--~-+-'-% Os 
20 40 60 80 100 
Figura 1.15 - Curua torque x rotac;iio para 0 motor de capacitor pcrmancnte. 
1.6.5 - Motor com dois capacitores .(Two Value 
Capacitor) 
Eurn motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores: partida como 0 
do motor de capacitor de partida e funcionamento em regime identico ao do 
motor de capacitor permanente, como e ilustrado na figura 1.16. Devido ao seu 
alto custo, normalmente e fabricado apenas para potencias superiores a 1 CV. 
Capacitor 
pcnnanente 
Capacitor 
/ de arranque 
Fase
 
principal 1-Chave
8 
Figura .1.16 . Motor com dais capacitorcs. 
Nesse tipo de motor, sao utilizados dais capacitores durante 0 periodo 
de partida. Um deles e um capacitor eletrolitico de partida, de capacidade 
razoav<ilmente elevada, cerca de 10 a 15 ·vezes 0 valor do capacitor de 
{uncionamento, que e desllgado do circulto pOr meio de uma. chav~ centrifuge 
quando a velocldade do motor atinge 75% a 80% da veloCldade sincrona, 
mostrado na figura 1. 17. 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I
.::.e.., , , ". ~~i~~~~~~t~~,~I~~~~~S .. , ....•....•.........•.... ~
 
I 
I 
I 
I 
,.... ', ...,.,-'~ __.......""'_.""'"""...r,~,
 
-, ,.-.. ~.. -- ~ .. "::.";""~.~..~·gi~·;;·~~ii;J;k.·
------_. 
300 
200 
I 100 
-+---.----,-----,.-----'-+----1--+ %n
s 
20 40 60 80 100 
Figura 1.17 ~ Curva torque x rota~ao para 0 motor com dois capacitores. 
Ele pode reverter 0 seu sentido de rota~ao, pois quando em funcio­
namento, se a polaridade dos terminais de Iigac;ao da rede e invertida em. 
relac;ao a urn dos enrolamentos, 0 seu sentido de giro tambem se inverte. 
Inversoes freqilentes reduzem a vida uti! da chave centrifuga. Assim, 
quando forem necessarias freqilentes reversoes, deve-se dar preferencia ao uso 
de um motor de capacitor permanente. 
1.7 - Motor universal 
Varios aparelhos eletrodomesticos, especialmente de cozinha, e diversas 
ferramentas portateis uti!izam outro tipo de motor monofasico, denominado 
universal, cujo principio de funcionamento e comp!etamente diferente do motor 
de indu~ao. A denominaC;ao de motor universal deriva do fato de poder operar 
tanto sob alimentac;ao CA como Cc. A rigor, trata-se de um motor CC serie. 
Para opcrac;ao em CA, 0 estator e 0 rotor devem ser de chapas Inminadi.:ls, para 
evitar perdas por histerese e correntes parasitas. 
Trata-se de urn motor de velocidade vari6vel, coin baixas velocidades para' 
grandes conjugados e altas velocidades para pecjuenas cargas. 0 conjugado de 
partida tambem e elevado. Devido a isso, sao usados comumente em pequenos 
eletrodomesticos, como fura~eiras eletricas e lixadeiras, que requerem conju­
gado elevado, e em liquidificadores, aspiradores de po e bombas centrifugas, 
que requerem alta velocidade. 
Normalmente sao fabricados para potencias fracionarias de ate 3/4 CV.• 
Para potencias acima de alguns poucos CV, funcionam precariamente em 
corrente alternada. H6 urn grande faiscamento nas escovas, e 0 rendimento e 0 
fafor de potencia decrescem. 
II Motores Eletricos G.:.: 
................................................................................... ,
 
......
..
 
..
 
Ii 
til 
ti 
il 
Wi 
ill
..
 
ill 
:
til 
~ 
i~ 
i~ 
,
 
Tipicamente 0 estator e urn conjunto de p610s salientes com bobinas 
enroladas sobre eles. 0 rotor e constituido par urn enrolamento distribuido em 
ranhuras e ligado em serie com as bobinas do estator, que recebe 0 nome de 
armadura. Os terminais das bobinas do rotor sao soldados num anel coletor 
solidinio ao eixo, e a conexao com 0 meio extemo e feita par urn conjunto de 
escovas de grafite. Na figura 1.18 temos a representayao desse tipo de motor: 
Rotor bobinado 
Figura 1.18 - Motor universal. 
1.8 - Identifica~ao das bobinas de urn motor 
monofasico 
Os motores monofasicos de fase auxiliar sao as mais utilizados na pratica. 
As suas bobinas sao identificadas da seguinte forma: 
51 3 
, , 
2 4 
T 
{} 
Figura 1.19 - Bobinas de um motor mon%sreo. 
o enrolamento principal e representado por duas bobinas, sendo as seus 
iniclos os numeros 1 e 3 e os seus finafs 2 e 4 respectivamente. 0 enrofamento 
a:uxiIiar a representado pelos bomes nurnerad.os com mlcio cia bobina em 5 e 
final em 6. Nesse enroIamento estao urn capacitor e urna chave centrifuga,. 
.::.e.._ _ ~~~~~~~t~~_~~~~s....••.• , • " ••••.••••.••••• ~ , 
-,.~.. ..""'-"".~.,. ""~'-"-~'''"'''''''-----~.''''''''#';''~-~-'	 .._"--,,.....""' ...,,.,~_ ..._,~,,.."'-~<.~ 
.... ,1.\'.....� ':"':' 
-; ; : rt
.... '" 
responsavel. pelo desligamento desse enrolamento quando 0 motor atingir 75% 
de sua velocidade nominal. 
Para determinarmos os enrolamentos do motor monofasico, primeira-
mente com 0 auxilio de urn ohmimetro, devemos medir 0 valor de resistencia de 
cada uma das bobinas. A bobina que apresentar 0 maior valor de resistencia 
sera a auxiliar e as outras duas serao as bobinas principais. 
o proximo passo e a polariza<;:ao das bobinas principais em que se deve 
i� ligar as duas bobinas em serie e aplicar a tensao nominal delas na associa<;:ao e 
medir a corrente, como mostra a figura 1.20. 
F------------, 
N------...J 
3 4 
Figura 1.20 - Determinac;c'io da polaridade dos enrolamentos principais. 
Inverte-se uma das bobinas e mede-se a corrente novamente, como indica 
a figura 1.21. 
F -------------, 
4N--------' 
3 2 
Figura 1.21 - Determinac;c'io da polaridade dos enrolamentos principais. 
Deve-se aplicar os nillneros I, 3, 2 e 4 it ligac;ao das bobinas que 
apresentar a menor corrente. 
1.9 - Motores sincronos 
Sao denominados motores slncronos porque a velocidade do seu rotor e 
sincronizada com 0 campo girante que e estabelecido no estator. A velocidade· 
do motor sincrono edeterminada pela equa~ao: 
'Ns= 120.j � 
p� 
Sendo: 
Ns = velocidade slncrona em rpm 
F = freqUencia em hertz 
P = numero de polos 
Como podemos considerar a freqUencia que alimenta 0 motor constante, 
bem como seu numero de polos, podemos considerar 0 motor slncrono CA 
uma maquina de velocidade constante. 
Da mesma forma, 0 funcionamento dos motores slncronos requer a 
aplica<;ao de uma tensao altemada no estator do motor, sendo a eXcita<;:ao do 
'campo rot6rico feita por meio de uma fonte de correnfe continua, que pode ser 
obtida diretamente de uma fonte externa, ou de uma excitatriz conectada ao 
eixo do motor. Uma pequena parcela do torque do motorsera utilizada para 
gerar a corrente continua para a excita<;:ao do campo. 
As figuras 1.22 e 1.23 mostram, respectivamente, um esboyo da 
estrutura de um motor sincrono comercial WEG. 
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Figura 1.22 - Estrutura do motor sfncrono. 
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Figura 1.23 - Motor sfncrono WEG. 
.~ .. " " ....•..........~~:~~~.~l.e.t~i~~~ " ..........•.. ..e.·� 
1.9.1 - Utiliza~ao do motor sincrono para corre~ao do 
fator de potencia 
Devido a possibilidade de variac;ao da excitac;ao do campo, 0 motor 
sincrono possui uma caractenstica que nenhum outro possui, que e a possibi-
lidade da variac;ao do fator de potencia. 
Em urn motor sincrono, quando uma carga e aplicada, ha um deslo-
camento do angulo de fase do rotor com relac;:ao ao campo. Apesar de a 
velocidade do motor continuar sincrona, teremos nestas condic;6es um fator de 
potencia em atraso. Para que 0 motor volte a operar em condic;:6es de fator de 
potencia unitilrio, deve-se aumentar a corrente continua de excitac;:ao, 0 que 
toma 0 fator de potencia unitario e se for mantido 0 aumento de corrente, 0 
fator de potencia ficara adiantado. Podemos afirmar que para uma dada carga 0 
fator de potencia e diretamente dependente da corrente de excitac;ao. 
Isso acontece porque, quando a corrente de eXcitac;ao e de valor reduzido, 
a forc;a eletromotriz induzida no estator e pequena, 0 que leva 0 estator a 
absorver da rede de alimentac;ao uma potencia reativa necessaria para a 
formac;ao do campo magnetico, ocasionando baixo fator de potencia. 5e a 
corrente de excitac;:ao for aumentada, para a mesma carga, haven~ uma e1e-
vac;ao na forc;:a eletromotriz no estator, 0 que fara com que a corrente do 
estator, que estava anteriormente atrasada, possa ficar em fase com a tensao da 
rede, caracterizando urn fator de potencia unittlrio. Se 0 aumento da corrente 
de excitac;ao prosseguir, teremos entao uma corrente do estator adiantada, 0 
que caracteriza um fator de potencia adiantado. 
Este comportamento pode ser verificado na figura 1~24 em que notamos 
que 0 fator de potencia de um motor submetido a uma determinada carga, 
representada pelas diferentes curvas, depende da sua corrente de excitac;ao, em 
que I", representa a corrente do induzido e IF a corrente de excitac;ao. 
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___e-...-• ...-:".:;~o_.~"""'1_~_.~~'-~'~""> 
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Falor de� 
polencia� 
atrasado� 
I 
Falor de po'lencia unilario 
IF 
Figura 1.24 - Varia(Qo do Jator de potencia em Jun(Qo da varia(Qo da corrente de excita(Qo. 
Assim, 0 motor sincrono pode ser uma altemativa para a correc;ao de 
fator de potencia, com relac;ao ao tradicional metodo do uso de capacitores, 
entretanto devem ser tornados alguns cuidados com relac;ao ao tipo de carga 
utilizado, pois varia<;:oes no conjugado produzern variac;:oes no fator de potencia.· 
Tambem nao e aconselhiwel 0 usa de motores sincronos para correc;ao de fator 
de potencia com potencia inferior a 50 CV. 
1.9.2 - Desvantagens dos motores sincronos em 
rela~ao aos motores de indu~ao 
Devido a suas peculiaridades, a aplicayao de motores sincronos e bastante 
restrita, pois como foi citado anteriormente, precisam de uma fonte de 
excitac;ao em corrente continua, alem de uma manutenc;ao constante. 
Uma outra desvantagem do motor sincrono com relac;ao ao motor de 
induc;ao e que ele nao e capaz de partir somente com a aplicac;ao de uma 
corrente altemada no estator, pois e necessario que 0 motor seja levado a uma 
velocidade suficiente proxima da velocidade sincrona para que ele possa entrar 
em sincronismo com 0 campo girante. 
Para que a partida seja passivel, devem ser utilizadas algumas tecnicas. A 
utilizac;ao de urn motor de corrente continua acoplado ao eixo do motor e a 
utilizac;ao de enrolamento de compensa<;:ao (enrolamentos amortecedores) sao 
as mais comuns. 
II '. Motores E1etricos 8 .:. .-.~ 
.. . . . . .. .... . . .. .. . ... . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . .. ........ . . . . . ............'� 
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I, 
Quando se utilizam enrolamentos de compensa<;:ao, que podem ser do 
tipo gaiola de esquilo ou rotor bobinado, 0 enrolamento de campo de corrente 
continua e curto-circuitado, aplicando-se tensao da rede nos terminais do 
estator, levando 0 motor a vazio a condi<;:ao de sincronismo, como se fosse urn 
motor de indw;ao. Ap6s a partida, a liga<;:ao de curto-circuito e desfeita, sendo 
aplicada corrente continua no circuito de eXcitac;:ao. 
Tambem pode-se colocar 0 motor em movimento por meio de urn 
pequeno motor de induc;:ao ou motor de corrente continua acoplado ao seu 
eixo, assim quando 0 rotor se aproxima da velocidade sincrona, ele passa a ser 
energizado por uma fonte CC, a partir dai 0 rotor passa a acompanhar 0 
campo girante e esta apto a operar. 
1.9.3 - Vantagens dos motores sincronos em rela~ao 
aos motores de indu~ao 
Em seguida estao enumeradas algumas vantagens dos motores sincronos I 
em relac;:ao aos motores de induc;:ao: 
•� Os motores sincronos, alem de serem utilizados para fomecer for<;:a i 
mecElnica, tem a caracteristica de corrigir 0 fator de potencia. 
•� Possuem rendimentos maiores do que os motores de indw;:ao' 
equivalentes, quando trabalham com fator de potencia unitario. 
•� as rotores dos motores sincronos permitem 0 usa de entreferros 
maiores, possibilitando menores tolerEmcias. 
.::.e� ~~i~~~~~~t~~ .~l~~r~~~s..•.•..••..•••...••..••.•.. ~ 
~_ .06-----__ .... _ •• 
._--_.---- ----
10 EXERCicIOS PROPOSTOS 
te 
:0 
II 1.� Quais requisitos devem ser levados em considera~ao para a sele~ao de urn acionamento eletrico? o 
2.� Quais sao as caracteristicas basicas dos motores AC e DC? 
n 3.� Por meio de urn diagrama descreva os tipos de motores eletricos. 
u 
:r 4. Por que os motores assincronos trifasicos sao os mais utilizados na� 
) industria em acionamentos eletricos? .� 
5.� De as principais caracteristicas de urn motor com rotor gaiola de 
esquilo. 
6.� 0 que e motor com rotor bobinado? 
7.� De as principais caracteristicas de um motor Dahlander. 
8.� Como e constituido urn motor de indu~ao? 
9.� Quais sao as vantagens e desvantagens do emprego de motores 
monofasicos? 
10.� Com rela~ao ao numero de terminais, quais sao os tres tipos de 
motores monofasicos mais utilizados? Quais suas principais carac-
teristicas? 
, 11. Quais sao os cinco principais tipos de motor monofasico? Quais sao 
suas caracteristicas, aplicayoes e faixa de potencia de trabalho? 
12. Descreva as principais caracteristicas de um motor universal. 
I 13. Caracterize 0 motor sincrono. 14.� De que forma 0 motor sincrono pode ser usado para corre~ao do fator de potencia? 
I 15. Cite tres vantagens e tres desvantagens do motor sincrono em rela~a.o ao motor de indu<;:ao. 
I 
I 
",II � Motores Eletricos e '. :.:11.� ' 
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MOTORES TRIFASICOS 
i 
o motor de induc;:ao polifasico e 0 tipo mais utilizado, tanto na industria� 
como no ambiente domestico, porque os sistemas atuais de distribuic;:ao de� 
energia eletrica normalmente sao trifasicos de corrente altemada. 0 estudo� 
recaiu essencialmente nos motoresde induc;:ao trifilsicos, jil que mi pratica� 
constituem 0 grande leque dos motores de induc;:ao polifasicos.� 
A utiliiac;:ao de motores de indu<;:ao trifasicos e aconselhavel a partir dos� 
2 KW. Para potencias inferiores justifica-se 0 rnonofasico.� 
o motor de induc;:ao trifilsico apresenta relativa vantagem com relac;:ao ao 
.monofasico, ja que possui partida mais� facH, 0 ruido e rnenor e e mais barato 
para potencias superiores a 2 KW. 
2.1 - Motor de indu~ao com rotor gaiola de� 
esquilo� 
Este e 0 motor mais utilizado na industria atualmente. Tern a vantagern de� 
ser mais economico em relac;:ao aos motores monofasicos tanto na construc;:ao� 
como na utilizac;:ao. Alem disso, escolhendo 0 metoda de partida ideal, tern um� 
leque muito maior de aplicac;:6es.� 
Vamos analisar detalhadamente esse motor. 
o rotor em gaiota de esquilo e constituido por urn nucleo de chapas� 
ferromagneticas, isoladas entre si, sobre 0 qual sao coloc~das barras de aluminio� 
(condutores), dispostas paralelamente entre s1 e unidas nag suas extretrHdades� 
por dois aneis condutores, tambem em aluminio, que provocam um curto~
 
-circuito nos condutores.� 
.. � Motores Trifasicos e·:. 
...................................................................................� 
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o estator do motor e tambem constituido por um nueleo ferromagnetico 
laminado, nas cavas do qual sao colocados os enrolamentos alimentados pela 
rede de corrente alternClda trifi1sica. 
A vantagem desse rotor em relac;:ao ao rotor bobinado e que resulta em 
uma construc;:ao do induzido mais nipida, mais pratiea e mais barata. 
Trata-se de um motor robusto, barato, de rapida produc;:ao, que nao eXige 
coletor (6rgao sensivel e caro) e de rapida ligac;:ao a rede. 
As barras condutoras da gaiola sao colocadas geralmente com uma certa 
inelinac;:ao para evitar as trepidac;:6es e ruidos pela ac;:ao eletromagnetica entre os 
dentes das cavas do estator e do rotor. 
A principal desvantagem e que 0 torque de partida e reduzido em relac;:ao 
a corrente absorvida pelo estator. 0 motor de induc;:a'o de rotor bobinado 
substitui 0 de rotor em gaiola de esquilo em potendas muito elevadas, devido ao 
abaixamento da corrente de partida permitido peIa configurac;:ao do rotor. 
Apesar de ser utilizado em casos com velocidades constantes de servic;:o, 
aplica-se, preferencialmente, quando as veIocidades de servic;:o sao variaveis. 
,.-~.'~~; 
ll'Al.I 
Figura 2.1 Rotor tipo gaiola de esquilo. (cortesia WEG)0 
2.2 ~ Motor de rotor bobinado 
Diferedo motor de rotor em gaioIa de esquilo apenas quanto ao rotor, 
constituido por um nueleo ferromagnetieo Iaminado sobre 0 qual Sao alojadas as 
·::.8 •••••••••••••••• ~~i~~~~~~t~~.~l:~~~~s ~0 0 
espiras que constituem 0 enrolamento trifasico, geralmente em estrela. Os tres . 
terminais livres de cada uma das bobinas do enrolamento trifasico sao ligados a 
tres aneis de deslizamento de escovas colocadQs no eixo do rotor e por meio de 
escovas de graCile cstacionadas no estator. Esses tres Clneis s50 ligados 
exteriormente a um. reostato de partida constituido por tres resistencias 
variaveis, ligadas tambem em estrela. Desse modo, os enrolamentos do rotor· 
tambem Hcam em circuito fechado. ' 
A func;:ao do reostato de partida, ligado aos enrolamentos do rotor, e 
reduzir as correntes de partida elevadas, no caso de motores de elevada 
potencia. 
A medida que 0 motor ganha velocidade, as resistencias sao, progres­
sivamente, retiradas do circuito ate Hcarem curto-circuitadas (retiradas), quando 
o motor passa a funcionar no seu regime nominal. 
o motor de rotor bobinado tambem funciona com os elementos do rotor 
em curto-circuito (tal como 0 motor de rotor em gaiola de esquilo), quando 
atinge 0 seu regime nominal. 
Tonte 
Caixa de 
resistores 
Figura 2.2 - Ligac;oes do motor de rotor bobinado. 
o motor de induc;:ao de rotor bobinado substituio de rotor em gaiola de 
esquilo em potencias muito elevadas devido ao abaixamento da corrente de 
partida permitido pela configura9ao do rotor. Os rotores bobinados sao multo 
empregados quando 5e necesslta de partida a tensao j::Jlena de armadura, com 
grande conjugado de partida e corrente de linha tnoderada na partida. 
Por intermedio do dimensionamento, os resistores do reostato fazem 0 
motor trabalhar com escorregamento muito maior que a convencional (> 5%), 
fazendo com que se consiga um conjugado de partida maior. 
II Motores Trifasicos e·:· 
................................. , , .. , ,., , " - "
 
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Figura 2.3 - Motor de indur;ao com rotor bobinado. (cortesia WEGj 
2.3 - Motor trifasico com freio (mo~ofreio 
trifasico) 
E formado por um motor trifasico de indU<;:ao acoplado a um freio com ' 
disco. 0 motor e fechado, com ventilayao extema e 0 freio e constituido de 
duas pastilhas e com 0 minimo de partes moveis, provendo pouco aquecimento 
por atrito. 0 sistema de ventilac;:ao e responsilVel pelo resfriamento do motor, 
assim, 0 conjunto motor e freio forma uma unidade bastante compacta. 
o freio e ativado por um eJetroima, cuja bobina opera normaJmente 
dentro de uma faixa de tensao de ±10%, cuja alimenta<;:ao e fomecida par uma 
fonte de corrente continua constituida por uma ponte retificadora, alimentada 
diretamente pela rede eletrica local. 
o circuito de alimentac;:ao do eletroima e acionado pelo mesmo circuito de 
comando do motor. Assim, quando 0 circuito de comando do motor for des­
Iigado, a fonte de alimenta<;ao do eletroima e interrompida, liberando as molas 
de pressao que pressionam as pastilhas de metal do disco de frenagem, 
rigidamente presas ao eixo do motor. As pastilhas sao comprimidas peJas duas 
superficies de atrito, sendo uma fonnada pela tampa e a outra peJa propria 
armadura do eldroimfl. 
A figura 2.4 mostra 0 motofreio trifasico. 
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 -'c' 
Figura 2.4 -Motofreio trif6sico WEG. 
Para que haja 0 deslocamento da armadura do eletroima pela a<;ao da 
mola, e necessario que a for<;a eletromagnetica seja inferior a for<;a exercida 
pela mola, que ocorre quando 0 motor e desligado da rede. Da mesma maneira, 
quando 0 motor e acionado, 0 eletroima e energizado, atraindo a sua armadura 
na c!irec;:ao oposta a forc;:a da mola, fazendo com que 0 disco de frenagem gire 
livre, sem atrito. 
A aplicac;:ao do motofreio e restrita as atividades industriais, quando ha 
necessidade de paradas rapidas para requisitos de seguranc;:a, bem como de 
precisao no posicionamento das maquinas, como, par exemplo: guindastes, 
elevadores, pontes rolantes, correias transportadoras, bobinadeiras etc. 
Nao e aconselhi'lVel a aplicac;:ao de motofreio em atividades que possam 
provocar a penetrac;:ao de particulas abrasivas, bern como agua, 6leo, entre 
outr05, de forma a reduzir a eficiencia do sistema de frenagem ou mesmo 
danifjca~IQ. 0 calor gerado palo atrito durante a operacrao de frel1agi:nTl cllilve Slilr 
retirado p<i!lo sistema de vel1tilaQao do motor. 
De uma maneira geral, os motofreios podem se dividir em tres diferentes 
categorias: 
a) Ligayao para frenagem lenta 
Nesse tipo de ligac;:ao, a ponte retificadora e alimentada diretamente dos 
terminais do motor, sendo assim a corrente e enviada para a bobina do 
eletroima, que e a forma de ligac;:ao padronizada defabrica. 
Na figura 2.5 observe 0 circuito que representa essa ligac;:ao: 
.~ .......................•.... ~~~~r~.~~f.a~:c~~, , " , .. , ,. " , , ..e.'.:'
 
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Figura 2.5· Frenagcm Jenta do moto/reio. 
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CiiI
b) Liga~ao para a frenagem media til 
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til
Nesse caso a ponte retificadora e alimentada a partir da rede local por 
meio de corrente altemada. Esse circuito deve ser conectado a um contato 
auxiliar do contator de comando do motor para que 0 freio seja Iigado ou 
..
~ 
desligado juntamente .com 0 motor, evitando desarmes dos elementos de 
...prote<;ao na partida. A figura 2.6 mostra a frenagem media do motofreio. 
..Contator ~ 
.­51",KQ--­
" Contator 
auxiliarNA 
Bobinn de e!c(ro(ma .~ 
fC;~Cig-- -------..----t----+--,-----­-----r--+------:~ 
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I
 
,I Terminais 
I Jo L, 
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I motor 
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Figura 2.6 - Frenagem media do moto/reio. 
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....~.A'"...''...~'''~ ...,.''' \",._~"•. _; .....-<,,,,,.•.• .-t'"'i>o_.__ > _ ._ =-"": 
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I
f I 
c) Liga~o para frenagem rapida I 
I 
A ponte retificadora e alimentada a partir da rede local de corrente 
1alternada. Desta vez, 0 circuito de alimentac;:ao de corrente continua da referida 
ponte e interligado a um contato auxiliar normalmente aberto do contator de I 
comando do motor. I 
A figura 2.7 representa a frenagem rapida do motofreio. I 
Contator I 
auxiliarNA 
R S T I 
Contalor ~ 1 1 1 
1K Q--- ---- --- --- I 
I 
I 
I 
I 
I 
Ponte Sobina de eletrofma 
fC~~Cig-- ~:t~~ca~~:~ -------------: \
 
1 ,-'-------J----L..-, .-1'--+--------1'-----, r--<--'-l\ 
I 
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I 
I 
I 
I 
I 
...---------
Figura 2.7· Frenagem rapida do moto/reio. 
A seguir, temos uma tabela com as caraderisticas nominais de motofreios 
trifasicos WEG. 
.~ ~~~~r~~ .~r~f~~~c~.s @..,:. 
/I 
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" -.-, ",",ji>~-'''''--'-'_'_'.~_'__-'''--~''_''"''_'u._,,,,.~,,"..,..~_,. ',;, 
- ~"'>~'-'--~fClhilieftb'f -··gtf'ie'fa1.f: 
Tempo de atua~o (ms)1 N'dePotencia ConsuanoConjugado Corrente opera.yOes
mflxima de Carcatya de absolVida ate 0Polos de potenciaABNT Frenagem Frenagem Frenagem frenagem pelo freio proximofrenagem peloleuta media rapida (N.m) (AJ reajuste doP{W) freio {W) 
entreferro ~ 
i ~II 350 55 200.000 IV 250 40 500.00071 200 80 15 30 0,14VI 200 30 900.000 t 
VlIl 150 25 1.2000.000 !1
 
450 70 80.000II 
350 45 350.000 
~ ~ IV
 80 250 120 20 35 0,16
 
VI
 250 40 650.000 ~ 
200 30 1.000.000VlIl g 
~ II 650 100 60.000
 
IV 500 75 250.000 ~
 90S/L 300 170 25 40 0,2VI 400 55 550.000 ~
 
VIII 280 45 1.000.000
 
II 700 150 60.000
 
IV 550 100 250.000 • ~
 100L 350 220 40 50 0,25VI 450 85 550.000 ~ 
VlIl 300 60 1.000.000 ~
 
II 800 250 50.000 •IV 600 150 150.000 ~ 112M 450 250 70 60 0,3VI 450 120 300.000 
VlIl 350 100 600.000 • ~ 
II 1000 400 30.000 ~ 
N 800 250 110.000132S/M 600 300 80 100 0,5VI 600 170 250.000 
• 
~ VllI 400 150 450.000 ~
 
II 1200 550 20.000 
IV 1000 300 80.000160M/L 800 370 160 120 0,55 ~ VI 850 230 150.000
 
VIII 600 200 320.000 ~
 ~
 
I Tempo decorrido entre 0 instante da interru~o da corrente e 0 infcio cia (renagem. 
•~ ~ Tabela 2.1 - Caracteristicas dos motofreios trif6sicos WEG. ...
 ~ fill(
2.4 - Motores de alto rendimento C 
Esses motores utilizam materiais de melhor qualidade tanto no estator ~ 
quanto no rotor e, para a mesma potencia no eixo, consomem menos energia ~, 
durante urn mesmo cicio de opera<;ao. 
as motores de alto rendimento sao dotados de algumas caractensticas 
especiais. 
Utilizam chapas magneticas de a<;o silicio de qualidade superior, 0 que 
proporciona uma redUl;:ao da corrente de magnetiza<;ao e, por conseqUencia, 
aumenta 0 rendimento do motor. 
E utilizada maior quantidade de cobre nos seus enrolamentos, 0 que 
acarreta uma redu<;ao nas perdas por aquecimento em fun<;ao da corrente 
eletrica (efeito Joule). 
'::.@ ~~i~~~~~~t~~ .~I~~r~~~s..•..•...•.••.•••...•.••... ~ 
I Apresentam um alto fator de enchimento das ranhuras, que tern como 
beneficio melhor dissipayao do calor gerado pelas peroas intemas. 
o rotor, devido ao tratamento tennico, tern uma redw;ao des perdas 
suplementares. 
As ranhuras do rotore os aneis de curto-eircuito possuem um dimen­
sionamento adequado, que acarreta redu<;ao das perdas por efeito Joule. 
Devido aos fatores citados anteriorrnente e ao seu sistema de ventila¢o 
bern elaborado, os motores de alto rendimento pennitem operar com 
temperaturas inferiores as dos motores convendonais, 0 que toma passivel 
maior capacidade de sobrecarga, possibilitando um fator de setvi90 geralmente 
superior a 1,10. 
Hipoteticamente, 0 rendimento dos motores pode crescer e atingir um 
numero muito proximo a unidade, entretanto ° seu custo e, algumas vezes, 
maior que 0 do motor de induyao convencional, 0 que e cornpensado pela 
redu<;:ao do seu custo operadonal. . 
2.5 - Principio de funcionamento de urn motor 
trifasico 
Quando uma bobina e percorrida por uma corrente eletrica, cria-se um 
campo magnetico dirigido conforme ° eixo da bobina e com seu valor 
proporcional it corrente. 
Ul~l,,~ 
a) 120" 
Figura 2.8 - Enrolamento de motor monofasico{a} e enrolamento de motor trif6sico(b}. 
IIIi Motores Trifasicos. G.':. 
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I 
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I 
A figura 2.8a exibe urn enrolamento monofasico atravessado por uma 
corrente I, e 0 campo H e criado par ela. 0 enrolamento e constituido por urn 
par de polos (norte e sui) cujos efeitos se somam para estabelecer 0 campo H. 
o £luxo magnetico atravessa 0 rotor entre as dois polos e se fecha atraves do 
nuc1eo do estator. 
5e a corrente I e altemada, 0 campo H tambem e e 0 seu valor, a cada 
instante, e representado pelo mesmo grafico da figura 2.9, inclusive invertendo 
o sentido a cada meio ciclo. 
U
 
I
 
1 cicio = 360° 
u 
" Tempo 
, 
1 cicio = 360° 
Figura 2.9· Grafico da corrente e tenSQO a/ternadas de urn circuito rnonofasico. 
Ocampo H toma-se pulsante, pois sua intensidade varia proporcio­
nalmente a corrente sempre na dire<;:ao norte-suI. 
Na figura 2.8b e indicado um enrolamento trifasico feito com tres 
enrolamentos monofasicos defasados entre si de 120°. Se esse enrolamento for 
alimentado por urn sistema trifasico, as correntes 11> 12 , 13 criarao, do mesmo 
modo, os seus proprios campos magneticos H1> H2, H3 , sendo esses campos 
tambem espac;ados de 120°. Alem disso, como sao proporcionais as respectivas 
correntes, tomam-se defasados no tempo de 120° entre si e podem ser 
representados por um grafico igual ao da figura 2.9. 
o campo total resultante a cada instante e igual a soma grafica dos tres 
campos Hi> H2 e H3 num dado instante. 
• 
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I 360U 1 Ciclo 
I 1200 1200 1200 
I 
I U, ~ _ t ~ l u, 
,.,.,~ " Tempo 
............ I,.. 4 
---
6 >>-~. j ,,; :.>-•••••_---_••••• Figura 2.10 - Gra/ico da corrente e tensao alternadas de um circuito tri/asico. 
i No instante 1, a figura 2.10 mostra que 0 campo Hi e maximo e 0
 campo Hz e de valor igual a 0,5.Os tres campos sao representados na figura
 2.11 na" parte superior, levando-se em conta que 0 campo negativo e
 
representado por uma seta de sentido oposto ao normal.
 
Hl 
Hz
 
Soma Hj H3 ~;j
 
grMicu
 HZ~H3 ~H3 /'f' H3~Hz ~ ~ Hz H3 Hj H3, Hzt Hj H j 
(1) (2) (3) (tJ) (5) (6) 
Resullante 
/Hr L/ ~
 ~; H 
Figura 2.11 . Soma gra/ica dos campos magneticos em um circuito tri!asico. 
Repetindo a constru<;50 nas pr6ximas figUr<:lS, observamos que 0 campo
 
resultante H tern intensidade constante, porem sua direc;50 gira completando
 
uma volta no fim do cicio.
 
Assim, quando urn enrolamento trifasico e alimentado pOl' correntes
 
trifilsicas, cria-se um campo girante como se houvesse um (mico' par de p610s
 
glrantlas com Intensldade constante. Esse campo glrante, crlado pslo
 
enrolamento trifasico do estator, induz tensoes nas barras do rotor (linhas de
 
fluxo cOliam as barras do rotor) as quais geram correntes e, conseqUentemente,
 
campo no rotor de polaridade oposta a do campo girante. Como campos
 
opostos se atraem e 0 campo girante do estator e rotativo, 0 rotor tendea
 
acompanhar a rota<;:ao desse campo desenvolvendo um conjugado motor que
 
faz com que 0 rotor gire.
 
r;;~ M 'I' '[' ' sf:::\S •f/ ffi.2 olores n oSlCOS \J '. :. ,m . 
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o motor eletrico transforma a potencia eletrica fomecida em potencia 
mecanica e. uma reduzida percentagem em perdas. 
Potencia PolCncin 
e16trica medmica 
Perdas \. 
Figura 2.12 - Conuersoo da potencia em um motor c/etrico. 
As perdas, que sao I inerentes ao processo de transforma<;ao, sao 
quantificadas por meio do rendimento (mais a frente ahalisamos melhor os 
varios tipos de perdas nos motores). Assim, 0 seu rendimento (11) c dado pela 
rela<;:ao entre a potencia mecanica fomecida e a potencia e1etrica absorvida, 
como mostra a equa<;:ao seguinte: 
A potencia ·medmica traduz-se, basicamente, no binario que 0 motor gera 
no rotor. 0 binario (torque) e conseqOencia direta do efeito originado pela 
induc;ao magnetica do estator em interac;ao com a do rotor, sendo expressa pela 
seguinte equa<;:ao: 
T = K . Best. Brot . sen e 
Sendo: 
T - binario dado em newtons por metro(N.m) 
K - constante caracteristica do motor 
Best ~ indw;ao magnetica criada pelo estator em Wb/m2 
Brot - indu<;ao magnetica criada peto rotor em Wb/m2 
e - angula entre Best e Brot 
-::.8 _ ~~i~~~~~~t~~ .~~~r~~~s•••••••••. _••••••••.••••••. ~ 
: \ 
2.6 - Caracteristicas dos motores trifasicos 
2.6.1 - Rendimento 
Ea rela<;ao entre a potencia ativa fomecida pelo motor e a potencia ativa 
solicitada pelo motor it rede, sendo expresso pela seguinte equac;:ao: 
11 = potencia ativa fomecida pelo motor/ potencia solicitada pelo motor it 
rede 
11 = Psaida/ Pentrada 
Amedida que e aplicada carga ao motor, 0 rendimento aumenta e pode 
chegar a 96% nas maquinas de grande potencia. Assim, devemCDs Ievar em 
considera<;ao duas curvas para analisarmos 0 rendimento das' maquinas. 
2.6.1.1	 - Rendimento do motor em fun~ao de sua potencia 
nominal 
Devido a c;aracteristicas relativas it massa de ferro e it espessura do 
entreferro,embora com baixos carregamentos, a maquina de induc;:ao trifasica 
possui uma consideravel corrente de armadura. Em razao de os condutores 
terem suas resistencias 6hmicas pr6prias, isso leva a consideraveis valores para 
as perdas no cobre do enrolamento de armadura. 
Com pouca carga no motor, 0 rotor possui baixissimo escorregamento, 
fazendo com que as correntes induzidas no enrolamento ret6rico sejam de 
p<lqucmus intensid..dGS (~ as perdas. ai localizadas. sejam pequenas. 
A massa de ferro do rotor, ?lpesar de apreclavel, quando sob pequenos 
escorregamentos, conduz a pequenas perdas. Enti!lo, podemo$ concluir que, 
quando a maquina esta em vazio, as perdas presentes devern-se, unicamente, 
ao estator: nucleo de ferro e enrolamento. 
Se a potencia nominal da maquina for pequena, comparativamente, tem 
perdas elevadas, conduzindo a rendimentos relativamente menores. Deduzimos 
que de maneira geral, 0 rendimento aumenta quando a potencia nominal 
aumenta, como podemosobservar na figura 2.13 em seguida. 
I
 
I
 
1 
.:.".:.:..•• ,_., .------:..,. ._ ,,.I 
UK ! # 
i,
, 
-'. 
1,0 ----- ----- - ----------------- ---------- ----­
0,8 "....~ I :================~~=~i=~~=~-~-r
---------~ : : 
" I I I0,6 /: : : 
I I I 
I I I0,4 I I I I I , 
I I I 
I I I 
0,2 I I I I I I 
, I I
---l I I I 
aI,--O-,l---i-----.....:-l..O-~'---l...O-O"'-------'---l.....OO~O---p+~(CV) 
Figura 2.13 . Rendimento do motor em jun<;o.a de sua patencia nominal. 
A tabela 2.2 mostra urn quadro que apresenta 0 rendimento do motor 
para diversas potencias: 
Potencia Nominal Rota~ao 
Rendimento Fator de Potencia 
(CV) (RPM) 
1,0 1705 69% 0,66 
5,0 1730 83%· 0,80 
25,0 1750 90% 0,84
1':.1 : 
1')' . 
I'·:, 125,0 1770 92% 0,88 'i 
!' 500,0 1785 95% 0,91 
:
f;
' 
Tabela 2.2 - Rendimento em fun<;60 da patencia nominal. 
(Fonte: Maquinas de lnduc;do Trij6sicas: Gilio Aluisio Simone) 
2.6.1.2 - Rendimento do motor em fun~ao da potencia no 
seu eixo 
Amedida que se aplica carga no eixo do motor, temos urn aumento no 
seu rendimento. Assim, quanto mais proximo da carga nominal, maior e 0 
rendimento da rhaquina. 0 grafico seguinte mostra uma curva de rendimento x 
potencia no eixo para urn motor de indUl;ao trifasico de 5 CV e 3470 rpm. 
:..e IIAcionamentos Eletricos 
................................................................................-.-.-..•
 
•"
11 
I I 
I I 
1,0 I I I I I 
0,8 ------------:-;;.-;.- ­
I 
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I I1 __ ---+-,--' 
~-I----------r-~ 
I I 
I I 
, I 
0,6 I 
, 
I 
I 
I I 
I I 
0,4 I I 
I 
I 
I 
I 
I I 
I I 
0,2 ' I I I I 
I I 
0,1 
• 
0,2 
• 
0,3 
• 
0,4 
• 
I 
• 
0,5 
• 
0,6 
• 
0,7 
• 
0,8 
• 
0,9 
I 
i 
1,0 
Figura 2.14 - Rendimento em jllnr;ao da potencia aplicada ao motor. 
(Fonte: Maquinas de Indllr;ao Trij6sicas: Gilio Aluisio Simone) 
2.6.2 - Escorregamento 
Se 0 motor gira a uma velocidade diferente da velocidade sincrona, ou 
seja, diferente da velocidade do campo girante, 0 enrolamento do rotor corta as 
linhas de forya magnetica do campo e, pelas leis do eletromagnetismo, circulam 
correntes induzidas. 
Quanta maior a carga, maior ten~ que ser 0 conjugado necessario para 
aciona-Ia. Para obter 0 conjugado, a diferenya de velocidade tera que ser maior 
para que as correntes induzidas e as campos produzidos sejam maiores. 
Portanto, amedida que a carga aumenta, cai a rotayEio do motor. 
Quando a carga do motor e zero (motor vazio), 0 rotor gira praticamente 
com a rotayao sincrona. 
Outra (,laractlllf'lstlea Importante que devemos lever ern consldel"ac;:lIo e que 
o 13scorregarnento dirnlnul a medlda que a poteancla nominal do motor aumenta. 
Par exemplo, urn motor de 10 CV e quatro p610s tern urn escorregamento de 
2,78 %, ao passe que urn motor de 500 CV com 0 mesmo numero de p610s 
possui um escorrcgamento de 0,83 %. 
A diferenc;a entre a velocidade do motor e a velocidade sincrona ns 
chama-se escorregamento s, que pode ser expresso em rpm, como frayao da 
velocidade sincrona ou como porcentagem desta: 
S(rpm) = ns _ n 
S(%) = 100* (ns - n}/ns 
II - Motores Trifasicos e :.. 
•.................................................................................
 
.-J 
I 
I j 
ExemplQ:I 
I Qual e Q escorregamento de um motor de quatro pOlos 60 Hz se sua 
.( velocidade e 1730 rpm?I 
I 
';'I , -, $(%) -=. 100* (1800 - 1730) /1800 
ti 
"} 
5{%) =; 3,88% ~I5 
I 
~ 
De acordo com a carga mecanica