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Guia de Estudo de Motor Elétrico
Área de Saneamento
Sumário
Introdução ... 5
Motor Elétrico ... 5
Nesse material iremos abordar de forma resumida, diversos assuntos ligado a motor elétrico. ... 5
Capítulo 1 ... 7
Definições e Classificações ... 7
Nesse capitulo abordaremos simples definições e classificações sobre motores elétricos. ... 7
Definição ... 7
Classificação dos Motores. ... 8
Tipo de Motores | Corrente Continua e Alternada ... 9
Motores de Indução Monofásicos ... 9
Motores de Indução Trifásicos ... 9
Forma Construtiva do Motor Trifásico ... 10
Capítulo 2 ... 12
Principais partes do motor elétrico de indução. ... 12
Nesse capítulo falaremos um pouco mais das principais partes do motor (rotor e estator) e placa, pois, são instrumento de questões em certames. ... 12
Estator ... 12
Rotor ou Impelidor ... 13
... 14
Capítulo 3 ... 15
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Princípio de funcionamento do motor... 15
Nesse capítulo resumiremos o princípio de funcionamento do motor. ... 15
Placa do Motor ... 16
Capítulo 4 ... 18
Principais Nomenclaturas do Motor ... 18
Nesse capítulo iremos conhecer as principais nomenclaturas existentes quando se trata de motor elétrico... 18
Tipos de tensão: ... 18
Frequência ... 18
Rotação ... 19
Potência ... 19
Introdução
Motor Elétrico
Nesse material iremos abordar de forma resumida, diversos assuntos ligado a motor elétrico.
O setor industrial é responsável por cerca de 40% a 50% de toda energia elétrica consumida no pais. Dentro deste setor o consumo de motores elétricos é estimado em cerca de 70% a 80%, o que evidencia a grande importância do conhecimento, por parte dos profissionais, deste tipo de equipamento.
Na área de san eamento não é diferente, sem esse equipamento eletromecânico não seria capaz de captar água e transporta-las a grandes distâncias para o tratamento da água e abastecimento de cidades.
Como o assunto de motor elétrico é extenso, iremos com esse material dar ênfase aos motores trifásicos de indução, pois, representam cerca de 90% da potência de motores fabricadas e espalhadas nas indústrias e seguimento em geral. Serão citados sim outros tipos de motores, porém com menor profundidade. Esse material tem como intuito maior, apresentar os pontos mais importantes e mais cobrados nas bancas de concursos e nas aplicações práticas dos Professionais da área de saneamento parte operacional.
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Capítulo 1
Definições e Conceitos
Capítulo 1
Definições e Classificações
Nesse capitulo abordaremos simples definições e classificações sobre motores elétricos.
Definição
O motor elétrico é a máquina que transforma energia elétrica em energia mecânica. A finalidade básica dos motores é o acionamento de máquinas e equipamentos mecânicos.
Dentre todos, o motor de indução é o mais usado entre todos os tipos de motores, pois concilia robustez, grande versatilidade de aplicação, baixo custo, melhores rendimentos e não é poluente, aliados ao fato de se utilizar energia elétrica como fonte de alimentação (energia de fácil disponibilidade e baixo custo).
Por exemplo: Para que a bomba representada na imagem lateral esquerda superior possa girar e assim transportar liquido, é necessária ser acoplada a um motor elétrico que vai transformar energia elétrica que recebe em energia mecânica girante para assim, transmitir esse movimento girante a bomba que por sua vez, pegar essa energia mecânica recebida do motor e transformar em energia de pressão transportando assim o liquido ao seu destino.
# FIQUE LIGADO #
Não confunda motor e gerador.
Motor: é um elemento de trabalho que converte energia elétrica em energia mecânica de rotação. Gerador: é uma máquina que converte energia
mecânica de rotação em energia elétrica.
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Classificação dos Motores.
De forma geral os motores são classificados em:
Motores de Corrente Continua - Motor Série
- Motor Paralelo
- Motor Composto ou Misto
Motor de Corrente Alternada - Motores Síncronos
- Motores Assíncronos
Abaixo podemos conferir a classificação mais completa com as subclassificações. Vamos focar mais nos motores de corrente alternada e assíncronos.
# FIQUE LIGADO #
>> EM TIPOS DE MOTOR <<
Motor Síncronos: Velocidade
Constante (independente da variação da carga).
Motor Assíncronos: Velocidade Variável (em dependência da variação da carga). Esse motor é chamado de MOTOR DE INDUÇÃO.
Tipo de Motores | Corrente Continua e Alternada
Motores de corrente contínua: São motores que precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada em contínua. Sua velocidade pode ser ajustada de acordo com a tensão aplicada. Tem sua utilização principal nas aplicações que requeiram elevado conjugado de partida (como tração elétrica) e controle de velocidade sobre grandes faixas, principalmente em potências elevadas. Devido a necessidade de uma fonte de corrente contínua, tem o seu custo elevado. Esse tipo de motor quase não tem uso na área de saneamento.
Motores de corrente alternada: São motores que sua alimentação é feita através de uma fonte de corrente alternada. Podem ser classificados em assíncronos (indução) e síncronos. As máquinas síncronas possuem velocidade fixa e têm sua aplicação bastante limitada, devido ao alto custo. Já os motores de assíncronos (indução) são utilizados na grande maioria das aplicações que necessitam de motores elétricos. Nesse material iremos dar ênfase aos motores mais usados nas empresas de saneamento que são os assíncronos ou motores de indução tipo gaiola de esquilo.
Motores de Indução Monofásicos
Lembramos que monofásico é a tensão medida entre fase e neutro. O motor monofásico é de pequena ou média potência, geralmente menores que 5 CV. Normalmente está preparado para ser ligado a uma rede de 127 V ou 220 V. No entanto, existem lugares onde a tensão monofásica pode ser de 115 V, 230 V ou 254 V. Nestes casos deve ser aplicado um motor específico para estas tensões. Para o funcionamento, esse motor de indução monofásico necessita de um segundo enrolamento que chamamos de partida auxiliar defasado de 90°
construtivamente do enrolamento de trabalho..
Motores de Indução Trifásicos
É um motor elétrico de pequena, média ou grande potência que não necessita de circuito auxiliar de partida, ou seja, é mais simples, menor, e mais leve que o motor de indução monofásico de mesma potência, por isso apresenta um custo menor. Esses motores são projetados para diversas tensões como principais: 220 V, 380 V, 440 V.
Motor Síncrono
Motor assíncrono
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Forma Construtiva do Motor Trifásico
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Capítulo 2
Principais Partes do Motor
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Capítulo 2
Principais partes do motor elétrico de indução.
Nesse capítulo falaremos um pouco mais das principais partes do motor (rotor e estator) e placa, pois, são instrumento de questões em certames.
Estator
Pelo nome já podemos entender que se trata de uma parte fixa, parada. O estator é composto por núcleo de ferro e enrolamento que chamamos de bobinas.
De forma resumida, um conjunto de lâmina de fero com o formato de coroa circular justapostas formam canais onde irão se alojar as bobinas de cobre. Essas bobinas após alojadas nos canais são realizadas ligações internas onde formaram os cabos para o tipo de ligação do motor. Esses cabos que receberão a energia elétrica trifásica e formarão o campo magnético girante.
Núcleo do Estator
Bobinas de fio
Núcleo do Estator
Rotor ou Impelidor
Também chamado de impelidor, o rotor é a parte móvel do motor. Existem dois tipos:
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. 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 para cada anel coletor) proporcionam um meio para aumentar a resistênc ia do rotor durante a partida, a fim de melhorar suas características de partida
Rotor gaiola de esquilo: O rotor em gaiola de esquilo é constituído por um núcleo de chapas ferromagnéticas, isoladas entre si, sobre o qual sã o inseridas barras de cobre, dispostas paralelamente entre si e unidas nas suas extremidades por dois anéis condutores, que curto- circuitam as barras. As barras da gaiola de esquilo podem ainda ser fabricadas de alumínio injetado ou liga de latão. Esse tipo de rotor é o mais usado nos motores em gerais.
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Capítulo 3
Princípio de funcionamento.
Capítulo 3
Princípio de funcionamento do motor.
Nesse capítulo resumiremos o princípio de funcionamento do motor.
O princípio de funcionamento do motor de indução trifásico baseia-se na interação do fluxo magnético com uma corrente em um condutor, resultando numa força no condutor. Esta força é proporcional às intensidades de fluxo e de corrente. O estator está ligado à fonte de alimentação CA. O rotor não está ligado eletricamente a nenhuma fonte de alimentação.
Quando o enrolamento do estator é energizado através de uma alimentação trifásica, cria- se um campo magnético girante. À medida que o campo varre os condutores do rotor, é induzida uma fem (força eletromotriz) nesses condutores ocasionando o aparecimento de uma corrente elétrica nos condutores. Os condutores do rotor, percorridos por corrente elétrica, interagem com o campo magnético girante do estator para produzir um torque eletromagnético que atua sobre os condutores do rotor fazendo-o girar. Entretanto, como o campo do estator gira continuamente, o rotor não consegue se alinhar com ele. A velocidade do rotor é sempre menor que a velocidade síncrona (velocidade do campo girante).
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Placa do Motor
Ao pegar um motor elétrico é importante conhecer os dados dele, como por exemplo irá saber qual potência que ele suporta, qual tensão ele vai ser ligado, qual corrente etc. Todos esses e outros dados importantes estão na placa do motor.
Ao lado esquerdo temo uma ilustração da placa de um motor e iremos detalhar de forma simplificada os dados demonstrados:
O primeiro campo mostra que é um motor de indução tipo gaiola
Hz: é a frequência da rede a qual ele deverá ser submetido.
CAT: esse dado corresponde ao conjugado em relação a velocidade e a corrente de partida do motor isso é normatizado pela NBR17094 e temos a cat. N, H e D.
KW (HP-CV): Mesmo com tantas abreviações, todas elas correspondem a potência do motor, a diferença é que estão em unidades diferentes.
RPM: é a abreviação de rotação por minuto que corresponde a velocidade que gira o motor.
No caso de 1730 da placa significa que o eixo gira 1730 vezes em um minuto.
FS: Fator de Serviço, corresponde a um percentual que o motor pode suportar além da sua potência nominal. No caso de 1,15 significa que o motor aguenta uma elevação de carga de 15% além da potência nominal.
Isol. INSL: classe de isolamento que corresponde a Temperatura máxima que o material de que é feito o Isolamento pode suportar sem perder as suas propriedades. No caso da placa B corresponde a 130ºC.
IP/IN: é a razão da corrente de partida e corrente nominal
IP55: é o grau de proteção que esse motor pode se submeter sem entrar partículas.
220/380/440: São os níveis de tensão que esse motor pode ser ligado.
8.40/4.60/4.20: São as correntes nominais correspondentes a cada tensão.
REG: é o regime de trabalho que esse motor suporta, S1 significa serviço continuo.
Temos ainda as formas de ligação de cada tensão e os rolamentos 6205 e 6204.
Capítulo 4
Nomenclaturas
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Capítulo 4
Principais Nomenclaturas do Motor
Nesse capítulo iremos conhecer as principais nomenclaturas existentes quando se trata de motor elétrico.
Tipos de tensão:
Monofásica:
É a tensão medida entre fase e neutro. O motor monofásico normalmente está preparado para ser ligado a uma rede de 127 V ou 220 V. No entanto, existem lugares onde a tensão monofásica pode ser de 115 V, 230 V ou 254 V.
Nestes casos deve ser aplica do um motor específico para estas tensões.
Trifásica:
É a tensão medida entre fases. São os motores mais utilizados, No Brasil as tensões trifásicas mais utilizadas são 220 V, 380 V e 440 V.
Frequência
É o número de vezes que um determinado evento se repete dentro de um intervalo de tempo.
A frequência da rede de alimentação utilizada no Brasil é de 60 Hz. Isso significa que a tensão da rede repete o seu ciclo sessenta vezes por segundo. Em países como Paraguai, Argentina e no continente europeu utiliza-se a frequência da rede de alimentação de 50 Hz. A frequência é um fator importante pois tem influência direta sobre a rotação do motor elétrico.
Rotação
É o número de giros do eixo do motor por uma unidade de tempo. A rotação normalmente é expressa em rpm (rotações por minuto). Para a frequência de 60 Hz, temos:
Potência
É a força que o motor gera para movimentar a carga em uma determinada velocidade. Esta força é medida em HP (horsepower), cv (cavalo vapor) ou em kW (quilowatt).
HP e cv são unidades diferentes de kW.
Para converter os valores das unidades de potência você pode usar as fórmulas abaixo:
# FIQUE LIGADO #
Os motores de 2 e 4 polos são os mais vendidos no mercado e os mais
usados nas empresas de saneamento.
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