partida de motores elétricos

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ACIONAMENTOS 
ELÉTRICOS 
Aloisio Benigno 
aloisio.silveira@pitagoras.com.br 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Quanto ao princípio de operação motores CA podem 
ser: 
ü  Indução ou Assíncronos: Monofásicos e Trifásicos 
ü  Síncronos: Com escovas ou sem escovas 
(Brushless) 
Motor Trifásico de Indução Motor Monofásico de Indução Motor Síncrono com Escovas 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Motores CA: 
ü  Partida Direta: Avaliar queda de tensão na partida que não afete a 
instalação e promova aceleração da carga. 
ü  Partida Estrela-Triângulo: Redução da corrente de partida e 
conjugado. 
ü  Partida Compensada com Auto-Transformador: Redução da corrente 
de partida e conjugado. 
ü  Reator Série: Cálculo do Reator com compromisso de diminuir 
corrente de partida e conjugado para acelerar a carga. 
ü  Chave Série Paralelo: Redução da corrente de partida e conjugado. 
ü  Embreagem (Motor Auxiliar): Acelerar a máquina até a rotação 
próxima a nominal para acoplamento direto do motor com a carga. 
ü  Banco de Capacitores: Aumentar a disponibilidade de reativo para, 
diminuindo a parcela da corrente que gera campo na partida. 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: 
Característica de T x ω 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: Categorias de 
conjugado segundo NBR-7094. 
 
ü  CATEGORIA N: Constituem a maioria dos motores 
encontrados no mercado e prestam-se ao 
acionamento de cargas normais como bombas, 
máquinas operatrizes e ventiladores. 
ü  CATEGORIA H: Usados em cargas que exigem maior 
torque de partida como peneiras, transportadores, 
carregadores, britadores, etc. 
ü  CATEGORIA D: Usados em prensas excêntricas e 
máquinas semelhantes, onde a carga apresenta pico 
periódico. Usados em elevadores e cargas que 
necessitam de alto torque na partida com corrente de 
limitada. 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: Categorias de 
conjugado segundo NBR-7094. 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: Categorias de 
conjugado segundo NEMA. 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: Circuitos Força e Comando 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Direta de Motores de Indução: Curvas 
Características 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Estrela Triângulo do MI: Circuitos Força e Comando 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Estrela Triângulo do MI: Curvas Características 
Nota: 1 - A corrente no motor é 3 vezes menor, mais a 
corrente de linha é reduzida √3. 
2 – Comutação para Δ deve ocorrer para rotação acima 
de 90% da nominal. 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida Compensada do MI: Circuitos Força e Comando 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida Compensada do MI: Curvas Características 
 
Nota: 1 - A redução de corrente no motor 
é proporcional a relação de transformação 
do TAP do autotransformador. 
2 – Comutação para tensão plena deve 
ocorrer para rotação acima de 90% da 
nominal. 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida Motor Síncrono Com Escovas 
1 - O enrolamento de campo é curto circuitado 
com um resistor de descarga, desta forma em 
conjunto com enrolamento amortecedor, o motor 
funciona como um motor de indução na partida. 
2 - O enrolamento de campo não é projetado 
para manter-se muito tempo curto circuitado e 
funcionando como motor de indução. 
3 - Após o motor alcançar 95% da rotação 
nominal o enrolamento de campo é aberto 
retirando-se o resistor de descarga e aplicada 
tensão contínua no mesmo. 
4 - A partir deste momento o motor funciona na 
rotação síncrona e a carga pode ser aplicada. 
5 - A tensão contínua que produz o campo pode 
ser variável para controlar o fator de potência da 
máquina a partir de uma AVR (Regulador 
Automático de Tensão). 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Motor Síncrono Brushless 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Diodos Rotativos e 
circuito de controle de 
disparo dos tiristores 
 
Acesso a 
excitatriz 
Brushless 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Bobinas CC da 
excitatriz (fixas no 
estator) 
 
Cabo CC que 
vem do PN de 
excitação (AVR) 
Bobinas CA da 
excitatriz (móvel no 
rotor) 
 
Tiristor 
sendo 
retirado 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Bobina CC da 
Excitatriz 
Rotor bobinado 
do motor 
(enrolamento 
de campo) 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Partida de Motores Síncrono Brushless: 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Circuito de excitação com controle pela frequência 
1 - Durante a operação normal, o rotor da excitatriz e os diodos D1-
D6 geram tensão CC retificada para fornecer corrente de campo ao 
motor de acordo com a corrente de campo da excitatriz fornecido por 
uma fonte externa controlada; 
2 - Durante a partida do motor, o campo rotativo gerado pelo estator 
do motor induz uma tensão alternada muito alta no enrolamento de 
campo do motor, que e proporcional a relação entre o numero de 
espiras do estator e o escorregamento; 
3 - O campo da excitatriz deve ser energizado durante a partida do 
motor, assim que o disjuntor do motor e fechado. Isto permite que a 
tensão de saída da excitatriz aumente com o aumento da velocidade 
do motor. SCR2 não esta conduzindo; 
4 - Quando a corrente de campo induzida estiver no sentido positivo, a 
corrente circula através do resistor de partida e do diodo D7; 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
5 - Quando a corrente de campo induzida estiver no sentido negativo, 
o tiristor SCR1 estará inicialmente bloqueado. A tensão aumenta 
rapidamente ate que o controlador acione o SCR1 e neste momento a 
corrente de sentido negativo circula através do SCR1 e o resistor de 
partida; 
6 - Próximo da rotação síncrona, o tiristor SCR2 e acionado 
continuamente, de modo que, mesmo se o motor esteja com carga leve 
e a aceleração ate a rotação nominal ocorra antes que o controle 
possa reagir durante um semi-ciclo positivo, a tensão de campo será 
aplicada; 
7 - O tiristor SCR3 fornece um circuito de desligamento para SCR1 no 
caso de uma interferência transitória acionar o resistor de partida 
durante a operação normal. O controle do motor percebe uma tensão 
continua no resistor de partida e aciona o SCR3. SCR3 fornece um 
caminho alternativo temporário para a corrente desviando de SCR1 
permitindo que SCR1 seja desligado. Quando a fase da excitatriz 
conectada ao SCR3 já não esta fornecendo corrente para o resistor de 
partida, SCR3 retorna ao seu estado normal de bloqueio. 
 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Seja a instalação de 4 motores em um CDC de 2,4kV abaixo. 
MIT 
01 
Barra CDC - 3~ - 60Hz - 2,4kV 
PE 
RMF 
46, 48, 49, 66 
50GS, 27, 59, 
50, 38 
52-1 
52-B 
52-A 
MIT 
02 
PE 
RMF 
46, 48, 49, 66 
50GS, 27, 59, 
50, 38 
52-2 
MIT 
03 
PE 
RMF 
46, 48, 49, 66 
50GS, 27, 59, 
50, 38 
52-3 
MIT 
04 
PE 
RMF 
46, 48, 49, 66 
50GS, 27, 59, 
50, 38 
52-4 
TF-01 
13,8 - 2,4kV 
4MVA 
X=5% 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
O motor de indução MIT-01 tem as seguintes características: 
2250 hp, 2,4 kV, 3 fases, 60 Hz, 4 pólos, 1786 rpm, FPpartida = 0,11, 
Zpartida=0,451Ω , Tpartida=1/3xTnominal. 
 
a) Determine a queda de tensão na barra do CDC na partida do motor. 
Resposta: 0,863% 
b) Considerando esta queda de tensão na partida, determine o torque de 
partida. 
Resposta: 2183,7 Nm 
c) Considerando Tpartida_carga = 2000Nm, o motor consegue partir a carga? 
Resposta: Sim 
d ) Cite alguma alternativa para partir a carga caso o torque de partida do 
motor não acelere a carga. 
Resposta:Diminuir a impedância do transformador. 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
( ) ( )
( ) ( )
_
_ ( )
_
2 2
_ _
_ ( )2 2
_ _
Que pode ser dado por :
Motor Partida
Partida Direta Barra pu
Motor Partida Trafo
Motor Partida Motor Partida
Partida Direta Barra pu
Motor Partida Trafo Motor Partida
Z
V V
Z X
R X
V V
R X X
Δ =
+
+
Δ =
+ +
( )2_ _ _Partida Direta Partida Direta Partida NominalT V T= Δ
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
Seja o motor de indução com as seguintes características: 
2250 hp, 2,4 kV, 3 fases, 60 Hz, 4 pólos, 1786 rpm, FPpartida = 0,11, Zpartida=0,451Ω , 
Tpartida=1/3xTnominal. 
O motor é alimentado a partir de um transformador 13,8/2,4kV, 4MVA, X=5% 
a) Determine a queda de tensão na barra do CDC na partida compensada do motor. 
Considere o uso do TAP de 80% do autotransformador. 
Resposta: 0,889% 
b) Considerando esta queda de tensão na partida compensada, determine o torque 
de partida. Resposta: 1492Nm 
c) Considerando Tpartida_carga = 1500Nm, o motor consegue partir a carga? 
Resposta: Não 
d ) Cite algumas alternativas para partir a carga caso o torque de partida do motor 
não acelere a carga. 
Resposta: Diminuir a impedância do transformador, aumentar o TAP ou acoplar a 
carga quando motor já estiver com tensão plena. 
e) Calcule a nova reatância do transformador para Tpartida = 1600Nm na partida 
estrela triângulo com a carga acoplada. Resposta: 0,0490Ω. 
PARTIDA E OPERAÇÃO DE MOTORES CA 
_ _
_ ( )
_ _
2 2
_ _
_
_
Que pode ser dado por :
TAP TAP
TAP
Motor Partida Compensada
Partida Compensada Barra pu
Motor Partida Compensada Trafo
Motor Partida Motor Partida
Partida Compensada
Motor Partida
Z
V V
Z X
R X
V
R
Δ =
+
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
+⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠Δ =
⎛
⎜
⎝
( )2 2
_
TAP
Barra pu
Motor Partida
Trafo
V
X
X
⎞ ⎛ ⎞
+ +⎟ ⎜ ⎟
⎠ ⎝ ⎠
( )2_ _ _x TAPPartida Compensada Partida Compensada Partida NominalT V T= Δ