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Conversão de Energia
Motores de indução:
Os motores assíncronos ou de indução, por serem robustos e mais baratos, são os motores mais largamente empregados na indústria, nestes motores, o campo girante tem velocidade síncrona, como nas máquinas assíncronas..
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Motores de indução:
Teoricamente, para o motor girando em vazio e sem perdas, o rotor teria também a velocidade síncrona, entretanto ao ser aplicado o conjugado externo ao motor, o seu rotor diminuirá a velocidade na justa proporção necessária para que a cor-rente induzida pela diferença de rotação entre o campo girante(síncrono) e o ro-tor, passe a produzir um conjugado eletromagnético igual e oposto ao conjugado externamente aplicado.
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Motores de indução:
O motor assíncrono, de indução, é constituído basicamente pelos seguintes elementos:
Um circuito magnético estático, constituído por chapas ferromagnéticas
empilhadas e isoladas entre si, ao qual se dá o nome de estator; por bobinas localizadas em cavas abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada;
Por um rotor constituído por um núcleo ferromagnético, também laminado, sobre o qual se encontra um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais são induzidas correntes provocadas pela corrente
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Motores de indução:
O rotor é apoiado num mancal, que por sua vez transmite à carga a energia mecânica produzida, o entreferro (distância entre o rotor e o estator) é bas-tante reduzido, de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as perdas, mas também para aumentar o fator de potência em vazio.
O rotor em gaiola de esquilo, é constituído por um núcleo de chapas ferro-magnéticas, isoladas entre si, sobre o qual são colocadas barras de alumínio (condutores), dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas extremida-des por dois anéis condutores, também em alumínio, que curto-circuitam os estas barras.
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Motores de indução:
ROTORES EM GAIOLA DE ESQUILO:
Anéis Condutores
Barras de alumío ou de cobre
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Motores de indução:
ROTORES BOBINADOS:
O motor de anéis possui as mesmas características construtiva do motor de indução com relação ao estator, mas o seu rotor é bobinado com um enrola-mento trifásico, acessível através de três anéis com escovas coletoras no eixo.
Graças a característica do ajuste da curva de conjugado x rotação em função do aumento da resistência rotórica pela inclusão de resistores externos, são estes motores largamente utilizados no acionamento de sistemas de elevada inércia e nos casos em que o conjugado resistente em baixas rotações seja alto comparativamente ao conjugado nominal.
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ROTORES BOBINADOS:
Por outro lado, para acionamentos com baixa inércia, estes motores podem apresentar correntes de aceleração reduzidas.
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Motores de indução:
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Motores de indução:
No estator, são dispostas as bobinas ao qual a energia elétrica é conectada e distribuída ao redor deste e produz no entreferro um campo magnético girante que roda em sincronismo com a freqüência da rede elétrica.
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Motores de indução:
Os enrolamentos do estator são constituídos por condutores, em geral de cobre (ou alumínio), isolados e colocados nas cavas.
Cada enrolamento que constituiu uma fase ocupa, em geral, várias cavas, constituindo um enrolamento distribuído.
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Motores de indução:
Um campo magnético girante está na base do princípio de funcionamento da máquina de indução. Este campo é produzido da seguinte maneira: coloca-se nas ranhuras do estator um conjunto de três bobinas indepen-dentes, defasadas de 120°no espaço, e faz-se circular por estas bobinas correntes trifásicas defasadas de 120°no tempo. Estas correntes trifási-cas, aplicadas às bobinas do estator podem ser representadas por:
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Na Ilustração temos o campo resultante para os instantes 1, 2, 3, 4, 5 e 6Universidade Paulista – Unip
O princípio de funcionamento do motor de indução baseia-se na Ilustra-ção abaixo. Este dispositivo consiste de um imã suspenso por um fio. Sob o imã um disco de cobre ou alumínio está apoiado sob um mancal que está por sua vez apoiado em uma placa de ferro. Neste dispositivo o campo do imã permanente completa-se através do conjunto disco-placa de ferro.
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A diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade do rotor, chama-mos de “velocidade de escorregamento”.
A razão entre esta velocidade (“velocidade de escorregamento”) e a velo-cidade síncrona, chamamos de escorregamento “s”, ou seja:
Quando o rotor está parado o escorregamento s = 1. Ou seja, quando o rotor está parado a frequência induzida no rotor é a mesma da rede de alimentação:
Para s = 1 ⇒ f (rotor) = f (rede). Generalizando:
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Motores de indução:
No motor de indução trifásico, o campo girante induzirá correntes no
rotor, que está em curto-circuito, estas correntes induzidas
provoca-rão um campo que interagirá com o campo girante fazendo com que
o rotor siga o seu movimento (movimento do campo girante).
rpm(N): velocidade do campo
60: constante
rpm (N) = 60 x f x (1 –s) P: pares de pólos do motor
P
f: frequência da rede
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Motores de indução:
Exemplo:
Um motor de indução de 4 pólos opera numa frequência de 60Hz e tem um escorregamento de plena carga de 5%. Calcule a frequência do rotor: a) no momento da partida;
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Motores de indução:
Exemplo:
Um motor de indução de 4 pólos opera numa frequência de 60Hz e tem um escorregamento de plena carga de 5%. Calcule a frequência do rotor: a) no momento da partida;
No momento da partida o motor está parado, logo a freqüência será igual a do estator, 60Hz.
b) a plena carga.
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Motores de indução:
Ligando o motor de 50 Hz, com a mesma tensão, em 60 Hz: -A potência do motor será a mesma;
-A corrente nominal é a mesma;
-A corrente de partida diminui em 17 %; -Conjugado de partida diminui em 17 %; -Conjugado máximo diminui em 17 %; -A velocidade nominal aumenta em 20 %
Se alterar a tensão em proporção á frequência: -Aumenta a potência do motor 20 %;
-A corrente nominal é a mesma;
-A corrente de partida será aproximadamente a mesma; -Conjugado de partida será aproximadamente o mesmo; -A rotação nominal aumenta 20 %
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Motores de indução:
Efeito aproximado da variação da frequência sobre as características do motor 50 Hz ligado em 60 Hz.
