Acionamentos Elétricos

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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 
Eng. Elétrica e Eng. de Controle e Automação 
IPUC - PUC Minas 
Versão Agosto 2012 (incompleta) 
Prof. Marcio Jose da Silva 
Acionamentos Elétricos – Eng. Elétrica e Eng. de Controle e Automação 
Versão Agosto 2012 (incompleta) 
IPUC – PUC Minas - Prof. Marcio Jose da Silva 
Acionar significa colocar algo 
 em movimento ou em 
funcionamento. 
 
 
 
 
O ACIONAMENTO com controle do movimento, torque, velocidade 
e posição é destinado a criação de bens com produtividade e 
qualidade e, redução dos custos com o consumo de energia e com 
a manutenção. 
Vantagens dos motores elétricos sobre os demais 
acionadores (mecânicos): 
a velocidade pode ser controlada dentro de uma ampla 
faixa. 
os componentes que fazem este controle são todos padroni-
zados: relés, contatores, chaves automáticas, inversores, etc. 
Permitem um elevado grau de automação dos processos 
industriais. 
os controles podem ser feitos junto ao motor ou à distância. 
capacidade de sobrecarga, 
controle suave de velocidade em uma ampla faixa, 
 capacidade operacional nos quatro quadrantes do plano 
torque-velocidade, etc. 
Acionamentos Elétricos – Eng. Elétrica e Eng. de Controle e Automação 
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Atualmente, encontra-se uma ampla variedade de escolha 
de motores elétricos disponíveis para aplicações em 
acionamentos de velocidade e freqüência variáveis. 
Motores CC ou com Comutador 
Motores de Imã Permanente Trapezoidal ou Chaveado 
(Motores CC Brushless) 
Motores de Indução ou Assíncrono 
Motores Síncronos de Imã Permanente 
Motores de Relutância de Imãs Permanente 
Motores de Relutância Chaveados (pólos salientes no estator e 
no rotor; exemplo: 6/4) 
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A escolha adequada do motor para um acionamento 
particular depende de uma avaliação detalhada dos 
critérios de projeto de sistema de acionamento. 
 
Fatores que podem influenciar a escolha de um motor: 
 
1. Tipo de carga a ser acionada 
2. Custo do ciclo de vida 
3. Potências nominais disponíveis, capital e custos envolvidos 
4. Limites de faixa de velocidade, a solidez de controle de 
velocidade e regulação de velocidade 
5. Desempenho dinâmico 
6. Facilidade de manutenção 
 
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Fatores que podem influenciar a escolha de um motor: 
 
7. Eficiência durante o funcionamento de velocidade variável 
8. Controlabilidade 
9. Requisitos de partida 
10. Confiabilidade de operação 
11. Requisitos de frenagem 
12. Razão potência/peso 
13. Fator de potência 
14. Capacidade operacional em regime com ciclo de carga variável 
15. Disponibilidade da fonte 
16. Carregamento e Efeitos das variações da fonte 
17. Efeitos ambientais. 
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Consumo de Energia Elétrica no Brasil por Classe 
Tabela 1.1: Consumo de Energia Elétrica por Classe em GWh 
 2006 2007 2008 2009 2010 ∆% 
(2010/2009) 
Participação 
% 
(2010) 
Brasil 356.129 377.030 388.472 384.306 415.277 8,1 100,0 
Residencial 85.784 89.885 94.746 100.776 107.215 6,4 25,8 
Industrial 163.180 174.369 175.834 161.799 179.478 10,9 43,2 
Comercial 55.369 58.647 61.813 65.255 69.170 6,0 16,7 
Rural 16.022 17.269 17.941 17.304 18.500 6,9 4,5 
Poder público 10.648 11.178 11.585 12.176 12.817 5,3 3,1 
Iluminação pública 10.975 11.083 11.429 11.782 12.051 2,3 2,9 
Próprio 1.987 2.158 2.270 2.319 2.456 5,9 0,6 
 
Fonte: Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2011 - EPE 
 
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Residencial 
107.215
25,8%
Industrial 
179.478
43,2%
Comercial 
69.170
16,7%
Rural 
18.500
4,5%
Poder público 
12.817
3,1%
Iluminação 
pública 
2.051
2,9%
Serviço público
13.589
3,3%
Próprio 
2.456
0,6%
Consumo de Energia Elétrica (GWh) - ano base 2010 
Figura 1.1: Consumo de energia elétrica no Brasil 
Fonte: EPE 2011 (ano base 2010) 
 
Figura 1.2: Distribuição do consumo de energia elétrica por uso final na indústria 
Fonte: Pesquisa de Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso – Ano Base 2005 – Classe Industrial. 
Relatório Executivo 2008 - PROCEL 
 
Distribuição do consumo de energia elétrica 
por uso final na Classe Industrial 
 
Figura 1.3: Distribuição do consumo de energia elétrica na força motriz. 
Fonte: Pesquisa de Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso – Ano Base 2005 – Classe 
Industrial. Relatório Executivo 2008 - PROCEL 
 
Distribuição do uso da energia elétrica na Força Motriz 
CONCLUSÃO 
Considerando o consumo de: 
 68,3% em força motriz na classe industrial 
 37% na classe comercial 
 10% na classe residencial 
 
 
 
os motores elétricos são responsáveis por 
cerca de 38% (157.800 GWh) da energia 
elétrica consumida no Brasil. 
 
A Densidade de potência (kW/kg) 
ou de Torque (Nm/kg) são 
maiores para os motores CA do 
que para os CC. 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
: Conjugado Resistente 
desenvolvido pela máquina 
acionada no seu eixo 
principal - (N m) 
ur CCC 0
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
ur CCC 0
x
ru KC
Cr : Conjugado Resistente desenvolvido 
pela máquina acionada no seu eixo 
principal; 
 
Co : Conjugado de Atrito entre as partes 
móveis e fixas da máquina acionada; 
 
Cu : Conjugado Útil desenvolvido 
(internamente) pela máquina acionada; 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
ur CCC 0
Cr : Conjugado Resistente desenvolvido pela máquina acionada 
no seu eixo principal – (N m); 
Co : Conjugado de Atrito entre as partes móveis e fixas da 
máquina acionada; 
Cu : Conjugado Útil desenvolvido (internamente) pela máquina 
acionada; 
 : Velocidade angular de rotação do eixo principal da máquina 
acionada – (rd/s = 1/s); 
Kr : Constante que depende do tipo de máquina e das unidades; 
X : expoente que caracteriza o princípio de funcionamento da 
máquina 
 
 
Expressão Geral : 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
O valor de Kr é determinado a partir das 
condições nominais de operação da máquina, 
ou seja: conjugado resistente nominal ( ) 
e velocidade nominal ( ) 
x
N
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CC
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SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
21 x
Valores Típicos de X: -1, 0, 1 e 2 
para a maioria das máquinas 
x
rr KCC )(0
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Bobinadeiras /Desbobinadeira com 
acionamento axial (pano, papel, aço) 
Tornosde Superfície/Laminador 
Desfolhador 
Furadeiras 
Perfuratrizes 
Mandrilhadoras 
Agitadores (alguns tipos) 
550,9
)( 10
nC
CP
KCC
r
rr
rr
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Equipamentos de Içamentos: 
Guindastes, Elevadores de Cargas 
Transportadores: correias, 
esteiras/escadas rolantes, correntes, 
mesas transportadoras, monovias, 
nórias, etc. 
Laminadores 
Trefilas 
Extrusoras 
Bombas de Deslocamento Positivo 
ou volumétricas (bombas a pistão, 
helicoidais e de engrenagens) 
Bombas de Pressão Controlada 
 Bobinadeiras /Desbobinadeira com 
acionamento tangencial. 
rr
rr
CP
KCC 00 )(
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Calandras 
Freios a Correntes de Foucault 
Moinhos a Tambor (moinhos 
de bolas, rolos) 
Máquinas de Lavar Roupa 
Industrial 
Plainas (alguns tipos) 
rr
rr
CP
KCC 10 )(
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Agitadores 
Bombas Centrífugas 
Compressores 
Ventiladores Centrífugos 
rr
rr
CP
KCC 20 )(
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
Fluxo de Potência no Motor 
Motores de Corrente Alternada 
 
Motores Assíncronos ou de Indução Trifásicos 
•Estator: 
 Enrolamento trifásico alimentado por três tensões 
 senoidais equilibradas .(indutor) 
•Rotor: 
Rotor em Anéis: enrolamento trifásico com o 
 mesmo número de pólos que o do estator; 
Rotor em “Gaiola” em curto- circuito. (induzido) 
 
Motores Assíncronos ou de Indução Monofásicos 
•Estator: Enrolamento monofásico. (indutor ) 
•Rotor: Gaiola em curto-circuito. (induzido) 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
 
 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
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Lei de Faraday e Lenz 
P
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1120
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
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1120
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução – Motores de Indução ou Assíncronos 
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s
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P
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ns
1120
Placa de Identificação 
Motor de Indução Trifásico 
Fluxo de Potência no Motor 
Fluxo de Potência no Motor 
Fluxo de Potência no Motor 
Perdas nos Motores de Indução 
As perdas fixas, quando a carga do motor varia, são: 
 
a. Perdas no ferro (núcleos): são as perdas devido à circulação do 
campo magnético – por histerese e correntes parasitas. 
Dependem da freqüência da rede (60 Hz, no Brasil), da densidade 
do campo (quanto menos ferro, mais denso), da qualidade do aço, 
da espessura e isolação das chapas. 
Representam de 15 a 25% do total de perdas, em operação 
nominal (ELETROBRÁS, 199-, p. 93). 
 
b. Perdas mecânicas: perdas por atrito, nos mancais, e ventilação. 
Representa de 5 a 15% do total das perdas em operação nominal. 
 
Perdas nos Motores de Indução 
As perdas variáveis com a carga do motor são: 
 
c. Perdas elétrica no estator: devidas ao efeito Joule pela circulação 
 de corrente no enrolamento do estator. Representa de 25 a 40% da 
perda total em condição nominal. 
 
d. Perdas elétrica no rotor: devidas ao efeito Joule pela circulação 
de corrente nos condutores do rotor. As correntes induzidas no 
rotor são dependentes da diferença de velocidade de rotação entre 
o campo magnético e o rotor daí, também conhecidas como perdas 
por escorregamento. Representa de 15 a 25% das perda total. 
 
e. Perdas suplementares: são devidas a várias imperfeições na 
distribuição dos fluxos magnéticos e de corrente, imperfeições no 
entreferro e irregularidades no fluxo magnético do entreferro. 
Representam de 10 a 20% da perda total. 
Fluxo de Potência no Motor 
 B 
s
s
R
12
 
X2 R2 X1 R1 
Rw Xm 
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R1 X1 R2 X2 
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120
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As letras e símbolos têm os seguintes significados: 
 
V1 : tensão por fase aplicada a uma fase do enrolamento do estator. 
E1 : tensão induzida pelo fluxo girante em uma fase do enrolamento do estator. 
I1 : corrente do estator. 
R1 : resistência ôhmica de uma fase do enrolamento do estator. 
X1 : reatância de dispersão de uma fase do enrolamento do estator. 
Rw : resistência equivalente às perdas magnéticas do estator, para uma fase. 
Xm : reatância de magnetização. 
I0 : corrente a vazio. 
Iw : corrente que passa por Rw, que produz as perdas magnéticas do estator (não 
indicada na figura) 
Im : corrente magnetizante que passa por Xm que produz o campo magnético(não 
indicada na figura) 
R2 : resistência de uma fase do enrolamento do rotor, referida ao estator. 
X2 : reatância de dispersão de uma fase do rotor, referida ao estator. 
I2 : corrente do rotor, referida ao estator. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RTh XTh R2 X2 
s
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R
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I2 I2 
VTh 
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B 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
R1 X1 R2 X2 
s
s
R
12
 
Xm 
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E1 
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V1 
A 
B 
Circuito (modelo) elétrico do motor de indução, por fase Y 
Circuito (modelo) elétrico equivalente de Thevenin 
do motor de indução, por fase Y 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RTh XTh R2 X2 
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Tth
Características Conjugado Mecânico e Corrente de Linha 
Durante a Partida do Motor 
MIRG Trifásico W21: 15kW- 4 pólos 
Características de Desempenho do Motor de Indução 
MIRG Trifásico W21: 15kW- 4 pólos 
 
Características de Desempenho do Motor de Indução 
MIRG Trifásico W22: 15kW- 2 e 4 pólosCategorias de Motores de Indução Trifásicos, Rotor em Gaiola 
NBR 7094 
 
N, NY, H, HY e D 
Categorias de Motores de Indução Trifásicos, Rotor em Gaiola 
NBR 7094 
• Categoria D: Alto conjugado 
de partida, corrente de partida 
normal, alto escorregamento. 
Usado em prensas excêntricas, 
elevadores e acionamento de 
cargas com picos periódico. 
• Categoria N: Conjugado e 
corrente de partidas normais, 
baixo escorregamento. 
Destinam-se a cargas normais 
tais como bombas, máquinas 
operatrizes e ventiladores. 
 
• Categoria H: Alto conjugado 
de partida, corrente de partida 
normal, baixo 
escorregamento. 
Recomendado para esteiras 
transportadoras, peneiras, 
britadores e trituradores. 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
: Conjugado Resistente 
desenvolvido pela máquina 
acionada no seu eixo 
principal - (N m) 
ur CCC 0
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
ur CCC 0
x
ru KC
Cr : Conjugado Resistente desenvolvido 
pela máquina acionada no seu eixo 
principal; 
 
Co : Conjugado de Atrito entre as partes 
móveis e fixas da máquina acionada; 
 
Cu : Conjugado Útil desenvolvido 
(internamente) pela máquina acionada; 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
ur CCC 0
Cr : Conjugado Resistente desenvolvido pela máquina acionada 
no seu eixo principal – (N m); 
Co : Conjugado de Atrito entre as partes móveis e fixas da 
máquina acionada; 
Cu : Conjugado Útil desenvolvido (internamente) pela máquina 
acionada; 
 : Velocidade angular de rotação do eixo principal da máquina 
acionada – (rd/s = 1/s); 
Kr : Constante que depende do tipo de máquina e das unidades; 
X : expoente que caracteriza o princípio de funcionamento da 
máquina 
 
 
Expressão Geral : 
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
O valor de Kr é determinado a partir das 
condições nominais de operação da máquina, 
ou seja: conjugado resistente nominal ( ) 
e velocidade nominal ( ) 
x
N
orN
r
w
CC
K
x
NrrN KCC )(0
rNC
N
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Características Mecânicas das Máquinas Acionadas 
21 x
Valores Típicos de X: -1, 0, 1 e 2 
para a maioria das máquinas 
x
rr KCC )(0
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Bobinadeiras /Desbobinadeira com 
acionamento axial (pano, papel, aço) 
Tornos de Superfície/Laminador 
Desfolhador 
Furadeiras 
Perfuratrizes 
Mandrilhadoras 
Agitadores (alguns tipos) 
550,9
)( 10
nC
CP
KCC
r
rr
rr
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Equipamentos de Içamentos: 
Guindastes, Elevadores de Cargas 
Transportadores: correias, 
esteiras/escadas rolantes, correntes, 
mesas transportadoras, monovias, 
nórias, etc. 
Laminadores 
Trefilas 
Extrusoras 
Bombas de Deslocamento Positivo 
ou volumétricas (bombas a pistão, 
helicoidais e de engrenagens) 
Bombas de Pressão Controlada 
 Bobinadeiras /Desbobinadeira com 
acionamento tangencial. 
rr
rr
CP
KCC 00 )(
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Calandras 
Freios a Correntes de Foucault 
Moinhos a Tambor (moinhos 
de bolas, rolos) 
Máquinas de Lavar Roupa 
Industrial 
Plainas (alguns tipos) 
rr
rr
CP
KCC 10 )(
SISTEMAS DE ACIONAMENTO 
 
Introdução 
Exemplos: 
Agitadores 
Bombas Centrífugas 
Compressores 
Ventiladores Centrífugos 
rr
rr
CP
KCC 20 )(
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O 
DESEMPENHO DOS 
MOTORES ELÉTRICOS: 
Aquecimento, Meio Ambiente e 
Regimes de Serviços 
 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
cos3 ][][][ AkVkW IVP
9550
][][
][
rpmNm
kW
nC
P
Potência Nominal 
(grandezas elétricas) 
(grandezas mecânicas) 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
Fluxo de Calor no Motor 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA EM OPERAÇÃO CONTÍNUA 
Q: Calor total gerado pelas perdas do motor, por unidade de tempo 
(Joule/s = Watts). 
 
C: Capacidade calorífica do motor, isto é, a quantidade de calor 
necessária para elevar a temperatura do motor de 1o C (Joule/ oC). 
 
A: Coeficiente de transmissão de calor do motor, isto é, quantidade 
de calor que o motor dissipa no ar ambiente por unidade de 
tempo, por unidade de temperatura (Joule/s.oC = Watts/oC). 
 
 = T: Elevação de temperatura do motor acima da temperatura 
ambiente (oC). 
 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA EM OPERAÇÃO CONTÍNUA 
da qqq
q: Calor total gerado pelas perdas do motor (Joule). 
qa: Calor absorvido pelo motor para aquecê-lo. (Joule). 
qd: Calor dissipado pelo motor para o ambiente. 
(Joule). 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA EM OPERAÇÃO CONTÍNUA 
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q: Calor total gerado pelas perdas do motor (Joule). 
qa: Calor absorvido pelo motor para aquecê-lo. (Joule). 
qd: Calor dissipado pelo motor para o ambiente. (Joule). 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA EM OPERAÇÃO CONTÍNUA 
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Elevação de temperatura de equilíbrio térmico 
A
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Constante de tempo térmica de aquecimento 
nnm
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P
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mm
n PPA
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0 60 120 180 240 300
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
-16
-12
-6
-2
4
8
14
18
24
28
34
38
44
48
54
58
64
68
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AT
AT
Curvas de Elevação da Temperatura de um MIRG 
Trifásico de 4kW operando a plena carga 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
THeVida
Deterioração do Isolamento das Bobinas do Enrolamento 
depende: 
 da temperatura a que ele é submetido durante o 
tempo de operação 
 dos efeitos destrutivos de vapores, produtos 
químicos, umidade, poeira e outros abrasivos em 
contato com o isolamento 
 vibrações 
Expectativa da Vida Útil: 
H e : parâmetros determinados experimentalmente para cada classe de isolamento térmico. 
T: temperatura do isolamento, em graus Celsius. 
e: base dos logaritmos naturais. 
Aquecimento 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
Meio Ambiente 
Condições são estabelecidas pela 
Norma Brasileira NBR-7094 de 1996, 
da ABNT (NBR 17094) para que o 
material isolante do enrolamento 
não seja destruído ou a sua 
expectativa de vida útil não seja 
significativamente reduzida por 
sobrelevação da temperatura. 
 
Temperatura máxima do 
meio refrigerante: 40°C 
 
Altitude máxima do 
ambiente: 1000m 
Vida útil de um material isolante é o período de tempo que ele dura, após um processo gradual 
de envelhecimento, caracterizado por uma oxidação lentae ressecamento que o leva a perder a 
sua rigidez dielétrica e resistência mecânica. 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
cos3 ][][][ AkVkW IVP
9550
][][
][
rpmNm
kW
nC
P
Potência Nominal 
(grandezas elétricas) 
(grandezas mecânicas) 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
Classe de Isolamento Térmico 
Norma IEC 85 
CLASSE TEMPERATURA MÁXIMA 
A 1050 C 
E 1200 C 
B 1300 C 
F 1550 C 
H 1800 C 
200 2000 C 
220 2200 C 
250 2500 C 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
Classe de Isolamento Térmico 
Classe A: tecidos de algodão, papel, fibras de celulose, seda e 
similares, todos eles impregnados com verniz. 
 
Classe B: verniz a base de poliéster modificado de secagem ao ar, 
materiais à base de poliéster e polimídicos aglutinados ou 
impregnados com materiais orgânicos. 
 
Classe F: verniz a base de poliésterimida, mica e fibras de vidro 
aglutinados com materiais sintéticos usualmente silicones, 
poliésteres ou epóxis. 
 
Classe H: verniz a base de poliésterimida modificado com 
fenólica de secagem em estufa, os materiais à base de mica ou 
fibra de vidro aglutinados com silicones de alta estabilidade 
térmica. 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
Exemplo 
Material de Classe de Isolamento A (105oC) 
 
 
 
Expectativa da Vida Útil: 
THeVida
TeVida 088,041015,7
Temperatura de 
operação ( T ) 
Vida Útil 
90oC 26 anos 
100oC 11 anos 
150oC 48 dias 
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MEDIÇÃO DA ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA 
A NBR-7094 estabelece quatro métodos para a medição da 
temperatura do enrolamento do motor: 
 
 Método da superposição. 
 
 Método termométrico (termômetros de bulbo, termopares, 
termômetros de resistência aplicados em pontos não embutidos do 
motor montado). 
Método dos detectores de temperatura embutidos 
(DTE) como por exemplo: termômetros de resistência, termopares 
(PT100) e termistores de coeficiente de temperatura negativo 
(NTC). 
 Método da variação da resistência (MVR). 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA EM OPERAÇÃO CONTÍNUA 
t
C
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Elevação de temperatura de equilíbrio térmico 
A
Q
m
Constante de tempo térmica de aquecimento 
nnm P
P
Q
Q
PP
A
m
n
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
MEDIÇÃO DA ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA 
MÉTODO DA VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Método da variação da resistência (MVR). 
11
1
12
2 5,234 tt
R
RR
t
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
COMPOSIÇÃO DAS TEMPERATURAS DAS 
CLASSES DE ISOLAMENTO TÉRMICO 
Classe de Isolamento 
Térmico 
Classe 
A 
Classe 
E 
Classe 
B 
Classe 
F 
Classe 
H 
Temperatura de 
Referência (oC) 
Tamb 
40 40 40 40 40 
Elevação de 
Temperatura (oC) 
∆T = θperm 
(Método da Variação da Resistência 
Elétrica do Enrolamento) 
60 75 80 105 125 
Constante K (oC) 5 5 10 10 15 
Classe de Isolamento 
(oC) 
105 120 130 155 180 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
COMPOSIÇÃO DAS TEMPERATURAS DAS 
CLASSES DE ISOLAMENTO TÉRMICO 
 
R
T
t
R
T
t
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Curva de Resfriamento do Motor 
TR : constante de tempo térmica de resfriamento do motor. 
TR = (1,5 a 2,5) TA: para motores auto-ventilados (ventilação 
forçada quando o rotor gira e natural quando o rotor pára). 
 
TR = TA: para motores com ventilação independente ou separada 
(forçada) e para motores sem ventilação (natural). 
 
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T
t
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T
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EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
cos3 ][][][ AkVkW IVP
9550
][][
][
rpmNm
kW
nC
P
Potência Nominal 
(grandezas elétricas) 
(grandezas mecânicas) 
Fator de Serviço (FS) de Motores 
A NBR-7094, 1996, define Fator de Serviço da seguinte maneira: “Fator de Serviço 
é um multiplicador que, aplicado à potência nominal do motor, indica a carga que 
pode ser acionada continuamente sob tensão e freqüência nominais e com limite 
de elevação de temperatura do enrolamento determinado pelo método da 
variação da resistência” 
 
 
Exemplos 
 
1. Um motor de indução trifásico, rotor em gaiola, possui os seguintes dados na sua 
placa de identificação: 
 11kW (15cv); 6 pólos; 1160rpm; 440V; 60Hz; 22A; = 84%; cos = 0,80; Classe de 
isolamento B (130°C); ∆T =θm = 66°C; Regime S1. 
 
Qual é a sobrecarga contínua que este motor pode suportar sem que ele seja afetado 
termicamente? 
Sabe-se que a partir dos ensaios do motor a vazio, em carga e com rotor bloqueado 
obtiveram os seguintes valores para as perdas: 
•Perdas rotacionais a vazio: ∆Pv = ∆Pmec +∆Pfe = 35% ∆Pnom 
•Perdas elétricas no estator e rotor a plena carga: ∆Pj = 65% ∆Pnom 
 
Fator de Serviço (FS) de Motores 
A NBR-7094, 1996, define Fator de Serviço da seguinte maneira: “Fator de Serviço é 
um multiplicador que, aplicado à potência nominal do motor, indica a carga que 
pode ser acionada continuamente sob tensão e freqüência nominais e com limite de 
elevação de temperatura do enrolamento determinado pelo método da variação da 
resistência” 
 
 Exemplos 
 
2. Um motor de indução trifásico, rotor em gaiola, possui os seguintes dados na sua 
placa de identificação: 
 30kW (40cv); 4 pólos; 1760rpm; 220V; 60Hz; 75A; = 90%; cos = 0,88; Classe de 
isolamento B (130°C); ∆T =θm = 80°C; FS = 1,0; Regime S1. 
 
Qual é a temperatura provável no ponto mais quente do enrolamento do estator 
quando o motor opera com 80% da sua potência nominal? 
Sabe-se que a partir dos ensaios do motor a vazio, em caga e com rotor bloqueado 
obteve-se os seguintes valores para as perdas: 
•Perdas rotacionais a vazio: ∆Pv = ∆Pmec +∆Pfe = 35% ∆Pnom 
•Perdas elétricas no estator e rotor a plena carga: ∆Pj = 65% ∆Pnom. 
•A temperatura ambiente é igual a 40°C. 
 
EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE O DESEMPENHO DOS MOTORES ELÉTRICOS: Aquecimento, Meio Ambiente e Regimes de Serviços 
a) O motor deve possuir conjugado suficiente para atender a 
todas as solicitações de carga normais da máquina acionada, 
bem como a possíveis sobrecargas momentâneas que possam 
ocorrer, sem que sua velocidade seja reduzida a valores que 
prejudiquem a operação da máquina. 
 
 
 
 
Na prática: 
 
b) Sob todas as condições possíveis de operação, a temperatura 
do enrolamento do estator não deverá exceder a temperatura 
máxima permitida para a classe de isolamento térmico dos 
materiais usados como isolantes, em especial o verniz ou resina 
que recobre os condutores que compõem as bobinas. 
Pontos Fundamentais na Especificação do Motor Elétrico 
Conjugado Máximo 
do Motor 
 
 
Fator de Sobrecarga 
Momentânea 
n
m
C
C
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