Motor de Indução Trifásico MIT: Princípios e Aplicações - UNIFEI

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ ELTP01 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA E ACIONAMENTOS CONTROLADOS AULA 23 REVISÃO DE MIT UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 2 Vídeo com princípio de funcionamento httpsyoutubeAaotMxbemUsiZZXnW rxVuJATfGd UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 3 Os motores de indução trifásicos MIT são amplamente utilizados nas mais variadas aplicações em instalações industriais e comerciais Eles são adequados para uso em cargas que exigem velocidades constantes ou variáveis ou ainda com as que exigem reversões UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 4 Quando comparados ao motores de corrente contínua possuem construção simples robusta e exigem manutenção reduzida Com o barateamento dos semicondutores de potência e avanço nas técnicas de controe esses motores tornaramse uma importante opção aos de corrente contínua em acionamentos com velocidades controladas UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 5 As suas principais vantagens neste caso são a menor custo b manutenção mais simples e menos frequente c menor relação pesopotência d potências maiores e mais simples proteção em ambientes com risco de explosão f inexistência de comutador UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 6 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 7 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 8 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO CAMPO GIRANTE Prof Robson Bauwelz Gonzatti 9 Podese imaginar que o campo girante é equivalente àquele que existiria entre dois polos que giram UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 10 Alimentando duas bobinas quaisquer com duas fases trocadas também se obtêm um fluxo resultante UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 11 Neste caso também há a formação de um campo girante porém com sentido contrário ao inicial UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 12 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 13 Velocidade síncrona Chamase de velocidade síncrona ns à velocidade de rotação do campo girante a qual é diretamente proporcional à frequência da rede f a qual o motor está ligado e inversamente ao número de pares de polos p 𝑛𝑠 60𝑓 𝑝 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 14 A velocidade de rotação da gaiola n é menor que a do campo girante ns UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT ESTRUTURA BÁSICA Prof Robson Bauwelz Gonzatti 15 O motor de indução trifásico possui o mesmo princípio de funcionamento explicado no item anterior apresentando duas partes básicas o estator e o rotor O estator é a parte fixa mais externa da máquina enquanto o rotor é a girante UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT ESTRUTURA BÁSICA Prof Robson Bauwelz Gonzatti 16 O estator possui três conjuntos de bobinas que permitem a criação do campo girante e a existência de um ou mais pares de polos o que define a velocidade síncrona UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT ESTRUTURA BÁSICA Prof Robson Bauwelz Gonzatti 17 O rotor por outro lado possui uma gaiola ou enrolamentos dependendo do tipo que permite a circulação de corrente e um núcleo de chapas magnéticas o qual pode ser imantado UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT ROTOR BOBINADO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 18 Possui bobinas de fio de cobre no lugar da gaiola com barras de aço Permite acesso ao circuito do rotor por meio de escovas UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT ESTRUTURA BÁSICA Prof Robson Bauwelz Gonzatti 19 Representação esquemática do rotor e campo girante UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 20 Vista em corte de um motor de indução trifásico UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 21 Como o campo criado nas bobinas do estator está girando o rotor acompanha seu movimento devido à indução de correntes nas barras e o surgimento de um campo resultante correspondente Este princípio de funcionamento é o motivo para que esse tipo de máquina receba o nome de motor de indução UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 22 Como citado a velocidade de rotação do rotor n é menor que a do campo girante ns Esse inclusive é o motivo que o motor de indução também é chamado de motor assíncrono A diferença dessas velocidades em relação à velocidade síncrona é denominada escorregamento UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 23 Definição do escorregamento No momento da partida do motor a velocidade do rotor é nula então s 1 𝑠 𝑛𝑠 𝑛 𝑛𝑠 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 24 Por outro lado quando o motor opera com rotor livre sem carga a sua velocidade tende à velocidade síncrona porém sempre menor Assim s 0 Então 0 s 1 partida rotor livre UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT EXERCÍCIO 1 Prof Robson Bauwelz Gonzatti 25 Determine a velocidade mecânica de um motor de 6 polos frequência de 60 Hz e escorregamento de 4 com carga nominal UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 26 A frequência da rede de alimentação f e a velocidade síncrona ns se relacionam pelo número de pares de polos p Porém quando o rotor está em movimento as tensões e correntes serão induzidas devido à diferença de velocidade entre o campo girante e a do próprio rotor ou seja ns n 𝑓 𝑝𝑛𝑠 60 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 27 Desta forma para p pares de polos a frequência das grandezas induzidas no rotor também chamada de frequência de escorregamento é Fazendo 𝑓𝑠𝑙 𝑝 𝑛𝑠 𝑛 60 𝑓𝑠𝑙 𝑓 𝑛𝑠 𝑛 𝑛𝑠 𝑠 𝑓𝑠𝑙 𝑠𝑓 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Prof Robson Bauwelz Gonzatti 28 A frequência da tensão induzida no rotor é igual ao produto entre o escorregamento e a frequência da tensão do estator portanto 0 fsl f partida rotor livre UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT EXERCÍCIO 2 Prof Robson Bauwelz Gonzatti 29 Um MIT de 4 polos opera a 60 Hz Se o escorregamento vale 5 a plena carga calcule a frequência da tensão induzida no rotor a no instante da partida b a plena carga UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT CURVA DE TORQUE X VELOCIDADE Prof Robson Bauwelz Gonzatti 30 Torque da Carga Torque Acelerante Torque desenvolvido pelo Motor Torque Nominal Torque Partida UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ MIT CURVA DE TORQUE X VELOCIDADE Prof Robson Bauwelz Gonzatti 31 Variação do torque e escorregamento com aumento da resistência do rotor UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ REFERÊNCIAS Prof Robson Bauwelz Gonzatti 32 Almeida A T L Acionamentos Elétricos Controlados de Motores de Corrente Alternada UNIFEIFUPAI 2007