Trabalho Motor de indução

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2° TRABALHO DA DISCIPLINA DE PRÁTICA 
DE LABORATÓRIO DE MÁQUINAS 
ELÉTRICAS-2017 
 
 
 
ASSUNTO: MOTOR DE INDUÇÃO 
TRIFÁSICA 
 
 
Aluno: Felipe Ewald Ferreira 
Email da aluno: lipeewald@hotmail.com 
WhatsApp/telefone: 9 8538-7417 
 
Data: 07 de julho de 2017 Horário: 07h15min 
Professor da Disciplina: Pedro Alexandrino Bispo Neto 
 
Email: laboratoriopedrobispo.gmail.com 
WhatsApp/telefone: 9 9697-0019 
 
Coordenação: ELETROMECÂNICA/MECATRÔNICA 
Nota do Trabalho: __________/5 pontos 
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Sumário 
1 – Introdução ............................................................................................. 3 
2 – Princípio de Funcionamento ................................................................. 4 
3 - Partes Constituintes............................................................................... 5 
3.1 - Estator ............................................................................................................................ 5 
3.2 - Rotor .............................................................................................................................. 5 
3.3 - Outras Partes ................................................................................................................. 6 
4 - Tipos...................................................................................................... 7 
4.1 - Rotor Bobinado .............................................................................................................. 7 
4.2 - Rotor em gaiola .............................................................................................................. 8 
5 - Conceitos .............................................................................................. 9 
5.1 - Fator de Serviço ............................................................................................................. 9 
5.2 - Corrente de Partida ........................................................................................................ 9 
5.3 - Conjugado ...................................................................................................................... 9 
5.4 - IP/IN ..............................................................................................................................10 
6 - Ensaios ................................................................................................ 11 
6.1Rotor Travado ..................................................................................................................11 
6.2 - A Vazio ..........................................................................................................................12 
6.2.1 - A Vazio com Circuito de Rotor Aberto .....................................................................12 
6.2.2 - A Vazio com Circuito de Rotor em curto..................................................................14 
7 - Controle de Velocidade de um MIT Usando um Inversor de Frequência
 ................................................................................................................. 16 
7.1 - Princípio de Funcionamento de um Inversor de Frequência ..........................................16 
8 - Método de Partida Utilizando uma Chave de Partida Soft Starter ........ 18 
8.1 - Princípio de Funcionamento do Soft Starter ..................................................................18 
9 - Conclusão ........................................................................................... 20 
10 - Referências Bibliográficas ................................................................. 21 
 
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1 – Introdução 
Ao passar dos séculos o homem muitas vezes se via limitado, o tempo para um trabalho que 
envolvesse força física era gigantesco e as vezes até impossível. Seguindo o desenvolvimento 
das tecnologias humanas, diversos mecanismos para facilitação do trabalho braçal foram sendo 
criados. Sem margem de dúvidas o motor de indução foi e é um desses mecanismos mais usados. 
Diante da variada necessidade de trabalhos que envolvam força, o motor de indução trifásico se 
torna indispensável. Por apresentar um desempenho muito melhor que a força humana, o motor 
de indução é largamente empregado para trabalhos que envolvam uma força mecânica por um 
período prolongado ou simplesmente uma grande força. 
Apresentando um funcionamento simples e uma praticidade muito grande em sua instalação, o 
motor de indução com certeza apresenta muito mais vantagens do que desvantagens. O emprego 
do motor de indução reduz o custo de trabalho que envolva força além de proporcionar uma 
facilitação do esforço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 – Princípio de Funcionamento 
Todo motor de indução trifásico será constituído de um estator e um rotor ligado a um eixo. O 
estator é a parte da máquina que recebe a alimentação elétrica de uma rede, sendo que esta rede 
deve ser trifásica. Em seu aspecto construtivo os enrolamentos do estator são defasados 
espacialmente em 120º, o número de polos da máquina de indução, depende de quantas bobinas 
estão associadas em serie no mesmo enrolamento. 
Como a tensão aplicada no estator é alternada, a variação da corrente nas bobinas do estator 
resultará em um campo girante. Vale ressaltar que essas correntes devem ser trifásicas. Como o 
rotor encontra-se dentro estator, a rotação do campo girante induz uma tensão nos enrolamentos 
(ou barras) do rotor, justificada pela lei de Faraday. Analogamente a indução de tensão, pela Lei 
de Ohm, correntes elétricas são induzidas no rotor. As correntes no circuito de rotor são 
trifásicas, devido a isso, o os enrolamentos do rotor são curto circuitados, logo, a soma das 
correntes terá um resultado nulo. 
Quando passa uma corrente elétrica num fio que está rodeado por um campo magnético, a Lei de 
Lorentz diz que uma força será criada tangencialmente a este fio. O conjugado do eixo do motor 
de indução trifásica é entendido por essa lei. 
 
 
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3 - Partes Constituintes 
 
 
3.1 - Estator 
 
➢ Carcaça – é a estrutura suporte do conjunto; de construção robusta em ferro fundido, aço 
ou alumínio injetado, resistente à corrosão e com aletas. 
 
➢ Núcleo de chapas – as chapas de aço magnético, tratadas termicamente para reduzir ao 
mínimo as perdas no ferro. 
 
➢ Enrolamento trifásico – três conjuntos iguais de bobinas, uma para cada fase, formando 
um sistema trifásico ligado à rede trifásica de alimentação 
 
3.2 - Rotor 
 
➢ Eixo – transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. É tratado termicamente 
para evitar problemas como empenamento e fadiga. 
 
➢ Núcleo de chapas – as chapas possuem as mesmas características das chapas do estator. 
 
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➢ Barras e anéis de curto-circuito – são de alumínio injetado sob pressão numa única peça, 
utilizados no rotor em gaiola. 
 
3.3 - Outras Partes 
 
➢ Tampa – partes laterais que fecham a carcaça do motor 
 
➢ Ventilador – hélices presas ao eixo para resfriamento do motor 
 
➢ Caixa de ligação – caixa onde fica os terminais de ligação do motor 
 
➢ Terminais – pontos de ligação das bobinas do motor 
 
➢ Rolamentos – os rolamentos ficam no eixo apoiados nas tampas do motor, para manter a 
rotação do motor sem muitas trepidações 
 
➢ Placa de identificação – feita de material que resista ao tempo, contém as principais 
informações de operação do motor 
 
 
 
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4 - Tipos 
 
4.1 - Rotor Bobinado 
 
É envolvido por um enrolamento isolado semelhante ao enrolamento do estator. Os enrolamentos 
de fase do rotor (trifásico) são trazidos para o exterior através de três anéis coletores montados 
sobre o eixo do motor. O enrolamento do rotor não está ligado a nenhuma fonte de alimentação. 
Os anéis coletores e as escovas constituem simplesmente uma forma de se ligar resistências 
variáveis externas, em série, com o circuito do rotor. As resistências variáveis (uma paracada 
anel coletor) proporcionam um meio para aumentar a resistência do rotor durante a partida, a fim 
de melhorar suas características de partida. Quando o motor atinge sua velocidade normal, os 
enrolamentos são curto-circuitados e o funcionamento passa a ser semelhante ao de um rotor de 
gaiola. As resistências variáveis, também permitem controlar a corrente no rotor e a velocidade 
do motor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.2 - Rotor em gaiola 
 
Consiste de barras de cobre, de grande seção, unidas em cada extremidade por um anel de cobre 
ou de bronze. Não há necessidade de isolamento entre o núcleo do rotor e as barras, porque as 
tensões induzidas nas barras do rotor são muito baixas. O entreferro entre o rotor e o estator é 
muito pequeno, para se obter a máxima intensidade de campo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 - Conceitos 
5.1 - Fator de Serviço 
 É um multiplicador que, quando aplicado à potência nominal do motor elétrico, indica a carga 
que pode ser acionada continuamente sob tensão e frequência nominais e com limite de elevação 
de temperatura do enrolamento. 
5.2 - Corrente de Partida 
É um termo técnico utilizado para designar a corrente elétrica demandada por uma máquina 
elétrica (motor) no intervalo de tempo denominado de partida, que vai desde o instante inicial em 
que a energia elétrica é conectada aos terminais da máquina elétrica e então o seu rotor principia 
o movimento a partir da velocidade zero, até o instante final em que a plena velocidade 
correspondente é atingida pelo rotor. 
5.3 - Conjugado 
 
 
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5.4 - IP/IN 
IP é definida como a corrente de partida do motor 
IN é definida como corrente nominal do motor. 
A relação entre essas duas correntes tem por finalidade saber quantas vezes a corrente de partida 
pode ser maior que a corrente nominal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 - Ensaios 
 
6.1Rotor Travado 
6.1.1 - LISTAS DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 
 
 A partir do diagrama representado na Figura 1 e figura 2, podemos definir os 
equipamentos necessários para as montagens, que são os mesmos: 
 
➢ Motor de indução trifásico de 12 terminais; 
➢ Um voltímetro de fundo de escala de 220 V; 
➢ Um amperímetro CA de fundo de escala de 5 A; 
➢ Dois Wattímetros com escala de corrente de 5 ampère e escala de tensão de 120V; 
➢ Um suporte metálico para bloqueio do eixo do motor; 
➢ Dois Transformadores de corrente para possibilitar a utilização dos Wattímetros com 
menor escala (presentes no laboratório); 
➢ Cabos elétricos com pinos – Para realização das ligações elétricas. 
6.1.2 - DIAGRAMA DE MONTAGEM 
 
Figura 1 – Diagrama de Montagem dos terminais do MIT 
 
 
Figura 2 – Diagrama das medições 
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6.1.3 - PROCEDIMENTOS 
 
Ligar o motor em triângulo-triângulo assim como mostra a Figura 1 e ligar os terminais do rotor 
em curto circuito, como na Figura 2, não se esquecendo de travar mecanicamente o eixo do rotor 
com a barra metálica. 
Ligar um amperímetro em uma fase; um voltímetro e um wattímetro entre duas fases e outro 
wattímetro entre outras duas fases, lembrando que as bobinas dos Wattímetros devem estar 
ligadas nas bobinas do secundário dos transformadores de corrente. 
6.1.4 - Objetivo 
 
O ensaio de rotor bloqueado é executado para determinar a impedância equivalente referida ao 
estator por fase, a resistência equivalente referida ao estator por fase, a reatância equivalente 
referida ao estator por fase. 
 
6.2 - A Vazio 
6.2.1 - A Vazio com Circuito de Rotor Aberto 
6.2.1.1 - LISTAS DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 
 
A partir do diagrama representado na Figura 1 e figura 2, podemos definir os equipamentos 
necessários para as montagens, que são os mesmos.: 
➢ Motor de indução trifásico de 12 terminais; 
➢ Dois voltímetros de fundo de escala maior que 220 V; 
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➢ Um amperímetro CA; 
➢ Dois Wattímetros; 
➢ Cabos elétricos com pinos – Para realização das ligações elétricas 
6.2.1.2 - DIAGRAMA DE MONTAGEM 
 
Figura 1 – Diagrama de Montagem dos terminais do MIT 
 
Figura 2 – Diagrama das medições 
6.2.1.3 - PROCEDIMENTOS 
Ligar o motor em triângulo-triângulo assim como mostra a Figura 1 e deixar os terminais do 
rotor sem ligação como na Figura 2. 
Ligar um amperímetro em uma fase; um voltímetro e um wattímetro entre duas fases; outro 
wattímetro entre outras duas fases; e ligar outro voltímetro entre dois terminais do rotor. Aplicar 
tensão e frequência nominais no estator. 
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6.2.1.4 - Objetivos 
 
O ensaio a vazio é executado para determinar a potência de histerese e correntes de Foucault com 
circuito de rotor aberto. 
 
6.2.2 - A Vazio com Circuito de Rotor em curto 
6.2.2.1 - LISTAS DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 
A partir do diagrama representado na Figura 1 e figura 2, podemos definir os equipamentos 
necessários para as montagens, que são: 
➢ Motor de indução trifásico de 12 terminais; 
➢ Um voltímetro de fundo de escala maior que 220 V; 
➢ Um amperímetro CA de fundo de escala de 5 A; 
➢ Dois Wattímetros com escala de corrente de 5 ampère e escala de tensão de 240 V; 
➢ Um reostato trifásico; 
➢ Cabos elétricos com pinos – Para realização das ligações elétricas. 
 
6.2.2.2 - DIAGRAMA DE MONTAGEM 
 
Figura 1 – Diagrama de Montagem dos terminais do MIT 
 
 
Figura 2 – Diagrama das medições 
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6.2.2.3 - PROCEDIMENTOS 
 Ligar o motor em triângulo-triângulo assim como mostra a Figura 1 e ligar os terminais 
do rotor no reostato, como na Figura 2. 
 Ligar um amperímetro em uma fase; um voltímetro e um wattímetro entre duas fases e 
outro wattímetro entre outras duas fases. Aplicar tensão e frequência nominais no estator. 
6.2.2.4 - Objetivos 
 
O ensaio a vazio com rotor curto circuitado é executado para determinar a potência rotacional do 
motor de indução trifásico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7 - Controle de Velocidade de um MIT Usando um Inversor de 
Frequência 
Tendo em vista que os motores produzem um campo girante que depende da frequência, uma 
variação do campo girante altera a velocidade do eixo do motor. A velocidade do campo girante 
é dada pela seguinte expressão: 
Ns= (120*F) / P 
Sendo: 
➢ Ns – Velocidade do campo girante 
➢ F – Frequência no estator 
➢ P – Número de polos do motor 
O controle da velocidade pelo inversor de frequência passa essencialmente pela alteração da 
frequência que chega no estator. 
 
7.1 - Princípio de Funcionamento de um Inversor de Frequência 
 
Uma das maneiras mais utilizadas para controle de velocidade de motores são os conversores de 
frequência, também chamados de inversores de frequência. O conversor de frequência é 
alimentado com tensão alternada, transforma esta tensão em contínua para, após, fornece uma 
tensão com frequência variável ao motor. Desta forma, tem-se que a corrente alternada é 
retificada para corrente contínua através de circuitos eletrônicos apropriados e, a partir desta 
retificação, a tensão continua é chaveada para obter-se pulsos que alimentam o motor. Devido à 
natureza indutiva do motor, a corrente que circula possui aspecto de corrente alternada. 
Resumidamente, os conversores convertem a tensão da rede (CA) de amplitude e frequência 
fixas em tensão CC, através de uma ponte retificadora, obtendo-se uma tensão fixa. Em seguida, 
esta tensão é modificada em função da frequência e, utilizando circuitos chamados inversores, é 
fornecida tensão CA ao motor, com amplitude e frequência variáveis. Os conversores de 
frequência podem utilizar várias formas para a obtenção da tensão com amplitude e frequência 
variáveis a serem entregues ao motor de indução. Uma destas é a que utiliza modulação por 
largura de pulsos (PWM), que consiste basicamente de: fonte de tensão contínua elaborada a 
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partir de uma ponte retificadora alimentada por uma rede monofásica ou trifásica, filtro 
capacitivo e inversor constituídos de transistoresde potência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8 - Método de Partida Utilizando uma Chave de Partida Soft Starter 
 
Soft-starters são utilizados basicamente para partidas de motores de indução CA (corrente 
alternada) tipo gaiola, em substituição aos métodos estrela-triângulo, chave compensadora ou 
partida direta. Tem a vantagem de não provocar trancos no sistema, limitar a corrente de partida, 
evitar picos de corrente e ainda incorporar parada suave e proteções. 
Nos processos modernos de partida do motor de indução, são usados Soft starters que, através de 
comando microprocessado, controlam tiristores que ajustam a tensão enviada ao estator do 
motor. Desta forma, consegue-se, de um lado, aliviar os 13 acionamentos dos altos conjugados 
de aceleração do motor de indução e, de outro, proteger a rede elétrica das correntes de partida 
elevadas. 
8.1 - Princípio de Funcionamento do Soft Starter 
 
É um equipamento eletrônico que permite suavizar a partida e a frenagem de um motor de 
indução. 
 
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O soft-starter controla a velocidade de partida e de frenagem do motor sem alterar a 
frequência. Este equipamento cria uma rampa na tensão aplicada no estator, fazendo com que 
a tensão aumente gradativamente com o tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9 – Conclusão 
 
Mesmo que o trabalho não abranja todos os aspectos construtivos e explique todos os modos de 
operação dos motores, tais como os tipos de ligação dos terminais do estator de um motor, é 
possível o entendimento do funcionamento e do controle necessário com parâmetros do motor de 
indução. Devido à necessidade constante de atenção durante toda a pesquisa e estudo para a 
montagem deste trabalho foi possível a compreensão do funcionamento dos motores de indução 
trifásicos. 
Fica claro o entendimento do emprego de métodos de partidas usando equipamentos tais como 
soft-starters e inversores de frequência durante a operação dos motores após terminado este 
trabalho. De forma geral, foi possível o entendimento dos motores de indução, sejam eles de 
rotores bobinados ou em gaiolas. 
A compreensão dos fundamentos teóricos também é melhorada pela compreensão dos aspectos 
construtivos da máquina. A visualização e interpretação dos parâmetros de um MIT fica clara 
após, o entendimento de todo o aspecto físico, o entendimento dos fenômenos físicos que 
ocorrem no sistema e também das características de partida dos motores de indução trifásica. 
Em síntese, a confecção do trabalho sobre MIT’s aumenta a visão de trabalho no campo teórico e 
prático. A compreensão e analise dos parâmetros dos motores fica mais clara deixando a visão e 
ação do aluno, diante dessas maquinas, mais objetiva. 
 
 
 
 
 
 
 
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10 - Referências Bibliográficas 
 
Apostila bispo 
Apostila acionamentos 
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/automacao-industrial/5443-mec125 
http://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariaeletrica/softstarter.pdf 
http://www.ifba.edu.br/professores/castro/MIT.pdf 
https://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-acionamentos-eletricos/aula-de-
motores-trifasicos-de-ca 
 
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/automacao-industrial/5443-mec125
http://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariaeletrica/softstarter.pdf
http://www.ifba.edu.br/professores/castro/MIT.pdf
https://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-acionamentos-eletricos/aula-de-motores-trifasicos-de-ca
https://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-acionamentos-eletricos/aula-de-motores-trifasicos-de-ca