17094-1
Primeira edição 15.09.2008 Válida a partir de 15.10.2008 Versão corrigida 01.12.2008Máquinas elétricas girantes —
Motores de indução
Parte 1: Trifásicos
Rotating electrical machines – Induction motors
Part 1: Polyphase
Palavras-chave: Máquina girante. Motor de indução. Trifásico. Descriptors: Rotating machinery. Induction motor. Polyphase. ICS 29.160
ISBN 978-85-07-01022-7
Número de referência ABNT NBR 17094-1:2008
© ABNT 2008
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Sumário
Página Prefácio...vi 1 Escopo ...1 2 Referências normativas ...1 3 Termos e definições ...2 4 Regimes ...6 4.1 Especificação de um regime ...6 4.2 Tipos de regimes ...64.2.1 Regime tipo S1 – Regime contínuo ...6
4.2.2 Regime tipo S2 – Regime de tempo limitado...7
4.2.3 Regime tipo S3 – Regime intermitente periódico...8
4.2.4 Regime tipo S4 – Regime intermitente periódico com partidas ...9
4.2.5 Regime tipo S5 – Regime intermitente periódico com frenagem elétrica ...10
4.2.6 Regime tipo S6 - Regime de funcionamento contínuo periódico com carga intermitente...12
4.2.7 Regime tipo S7 – Regime de funcionamento contínuo periódico com frenagem elétrica ...13
4.2.8 Regime tipo S8 – Regime de funcionamento contínuo periódico com mudanças correspondentes de carga e de velocidade ...14
4.2.9 Regime tipo S9 – Regime com variações não periódicas de carga e de velocidade ...16
4.2.10 Regime tipo S10 – Regime com cargas e velocidades constantes distintas...17
5 Características nominais ...19
5.1 Declaração das características nominais ...19
5.2 Classes de características nominais...19
5.2.1 Características nominais para regime contínuo ...19
5.2.2 Características nominais para regime de tempo limitado...19
5.2.3 Características nominais para regime periódico ...19
5.2.4 Características nominais para regime não periódico...19
5.2.5 Características nominais para regime com cargas e velocidades constantes distintas...20
5.2.6 Características nominais para carga equivalente...20
5.3 Seleção de uma classe de características nominais ...20
5.4 Atribuição da potência a uma classe de características nominais ...20
5.5 Potência nominal ...21
5.6 Máquinas com mais de uma característica nominal...21
6 Condições de funcionamento no local de instalação...21
6.1 Generalidades ...21
6.2 Altitude...21
6.3 Máxima temperatura do ar ambiente ...21
6.4 Mínima temperatura do ar ambiente...21
6.5 Temperatura da água como fluido de resfriamento...22
6.6 Estocagem e transporte...22
7 Condições elétricas de funcionamento...22
7.1 Alimentação elétrica...22
7.2 Forma e simetria de tensões e correntes...22
7.3 Variações de tensão e de freqüência durante o funcionamento ...23
7.4 Motores de indução trifásicos operando em um sistema de neutro isolado...24
7.5 Níveis de tensão suportáveis (pico e gradiente) para motores alimentados por inversor de freqüência...25
7.6 Condições de funcionamento especiais ...25
8 Características de partida...26
estrela-triângulo (NY, HY) ...26
8.2.1 Motores de categoria N ...27
8.2.2 Motores de categoria NY...30
8.2.3 Motores de categoria H ...31
8.2.4 Motores de categoria HY...31
8.2.5 Motores de categoria D ...31
9 Elevação de temperatura ...35
9.1 Classificação térmica ...35
9.2 Condições durante o ensaio de elevação de temperatura...35
9.2.1 Temperatura do fluido refrigerante...35
9.2.2 Medição da temperatura do fluido refrigerante...36
9.3 Determinação da elevação de temperatura dos enrolamentos e de outras partes do motor ...36
9.3.1 Elevação de temperatura de uma parte da máquina ...36
9.3.2 Métodos de determinação da temperatura ou da elevação de temperatura ...36
9.3.3 Escolha do método de determinação da temperatura dos enrolamentos ...37
9.3.4 Determinação da elevação de temperatura dos enrolamentos pelo método da variação da resistência ...38
9.3.5 Determinação da elevação de temperatura pelo método dos detectores de temperatura embutidos (DTE) ...38
9.3.6 Determinação da elevação de temperatura pelo método termométrico...39
9.3.7 Determinação da elevação de temperatura dos enrolamentos pelo método da superposição...39
9.3.8 Correção de medições realizadas após o motor atingir o repouso ...39
9.3.9 Duração do ensaio de elevação de temperatura para motores com características nominais do tipo contínuo máximo (regime-tipo S1) ...40
9.3.10 Ensaios de elevação de temperatura para motores com características nominais diferentes daquelas do tipo contínuo máximo ...40
9.3.11 Determinação da constante de tempo térmica equivalente de motores para regime tipo S9...41
9.3.12 Método de medição da temperatura dos mancais ...41
9.4 Limites de elevação de temperatura e de temperatura total...42
9.4.1 Aplicação das tabelas ...42
9.4.2 Correções dos limites de elevação de temperatura ou de temperatura total para os enrolamentos do estator com tensão nominal superior a 12 000 V ...45
9.4.3 Correções dos limites de elevação de temperatura ou de temperatura total para levar em conta as condições de funcionamento no local da instalação diferentes das indicadas na Seção 6 ...45
9.4.4 Correções dos limites de elevação de temperatura ou de temperatura total para levar em conta as condições de ensaio ...48
10 Fator de serviço ...50
11 Ensaio dielétrico ...51
11.1 Generalidades ...51
11.2 Ensaio dielétrico em motores novos...51
11.3 Ensaio dielétrico em motores reenrolados...52
12 Sobrecorrente ocasional...53
12.1 Generalidades ...53
12.2 Valor da sobrecorrente ocasional...53
13 Excesso de conjugado momentâneo ...53
13.1 Motores de indução trifásicos para aplicação geral...53
13.2 Motores de indução trifásicos para aplicações específicas ...53
14 Conjugado mínimo de partida...53
15 Velocidade segura de funcionamento para motores de indução de gaiola ...54
16 Sobrevelocidade ...54
18 Nível de ruído ...58
19 Vibração...59
20 Correspondência entre potência nominal, velocidade síncrona e carcaça ...59
21 Requisitos construtivos...60
21.1 Terminais de aterramento...60
21.2 Chaveta da ponta de eixo ...61
22 Marcação ...62
22.1 Requisitos gerais...62
22.2 Lista de informações constantes na marcação ...62
22.3 Folha de dados ...64
23 Inspeção ...64
23.1 Relação dos ensaios ...64
23.2 Classificação dos ensaios...64
24 Tolerâncias...66
25 Coordenação de tensões e potências ...67
Anexo A (informativo) Efeitos de um sistema de tensões desequilibrado sobre as características de funcionamento de motores de indução trifásicos de gaiola...68
A.1 Generalidades ...68
A.2 Efeitos de um sistema de tensões desequilibrado sobre as características de funcionamento de um motor...68
A.3 Cálculo da percentagem de desequilíbrio das tensões ...68
A.4 Redução da potência útil de um motor para evitar sobreaquecimento...69
A.5 Dispositivos de proteção contra sobrecargas para motores com redução da potência...70
Anexo B (informativo) Guia para a aplicação do regime tipo S10 e para a obtenção do valor da expectativa de vida térmica relativa (TL) ...71
Anexo C (normativo) Folha de dados ...72
Prefácio
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidade, laboratório e outros).
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes.
A ABNT NBR 17094-1 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comissão de Estudo de Máquinas de Indução (CE-03:002.01). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 04, de 26.03.2008 a 26.05.2008, com o número de Projeto 03:002.01-001/1.
Esta Norma é baseada na IEC 60034-1:2004.
Esta Norma cancela e substitui a ABNT NBR 7094:2003.
A ABNT NBR 17094, sob o título geral “Máquinas elétricas girantes – Motores de indução”, tem previsão de conter as seguintes partes:
Parte 1: Trifásicos; Parte 2: Monofásicos.
Esta versão corrigida da ABNT NBR 17094-1 incorpora a Errata 1 de 01.12.2008. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:
Scope
This part of ABNT NBR 17094 establishes the minimum requirements for 3-phase induction motors, except those motors mentioned at 1.2.
This part of ABNT NBR 17094 does not apply to induction motors for tensile vehicles.
NOTE 1 Induction motors for tensile vehicles, see ABNT NBR 8149.
NOTE 2 Induction motors covered in this part of ABNT NBR 17094 can be subject to requirement of other Brazilian regulations, as for example
ABNT NBR 5363, Electrical equipments for explosive atmospheres – explosion proof housings – Type of protection “d” – Specification
ABNT NBR 10350, AC squirrel-cage motor for naval use – Specification
Máquinas elétricas girantes — Motores de indução
Parte 1: Trifásicos
1 Escopo
1.1 Esta parte da ABNT NBR 17094 estabelece os requisitos mínimos para motores de indução trifásicos, com exceção daqueles motores mencionados em 1.2.
1.2 Esta parte da ABNT NBR 17094 não se aplica a motores de indução para veículos de tração.
NOTA 1 Para motores de indução para veículos de tração, ver a ABNT NBR 8149.
NOTA 2 Os motores de indução abrangidos por esta parte da ABNT NBR 17094 podem estar sujeitos a requisitos de outras Normas Brasileiras, como, por exemplo:
ABNT NBR 5363, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Invólucros à prova de explosão – Tipo de
proteção “d” – Especificação
ABNT NBR 9883, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Segurança aumentada – Tipo de proteção “e” –
Especificação
ABNT NBR 10350, Motor de indução de gaiola para uso naval - Especificação
ABNT NBR 11723, Máquinas elétricas girantes – Motores assíncronos trifásicos de anéis para regime intermitente –
Especificação
2 Referências normativas
Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).
ABNT NBR 5031, Máquinas elétricas girantes – Classificação das formas construtivas e montagens – Classificação ABNT NBR 5383-1, Máquinas elétricas girantes – Parte 1: Motores de indução trifásicos –Ensaios
ABNT NBR 5457, Eletrotécnica e eletrônica – Máquinas girantes – Terminologia ABNT NBR 7565, Máquinas elétricas girantes – Limites de ruído – Especificação
ABNT NBR 7844, Identificação dos terminais e das terminações de equipamentos elétricos – Disposições gerais para identificação por meio de notação alfanumérica – Procedimento
ABNT NBR 9884, Máquinas elétricas girantes – Graus de proteção proporcionados pelos invólucros – Especificação ABNT NBR 11390, Máquinas elétricas girantes – Medição, avaliação e limites da severidade de vibração mecânica de máquinas de altura de eixo igual ou superior a 56 mm – Especificação
ABNT NBR 15623-1, Máquina elétrica girante – Dimensões e séries de potências para máquinas elétricas girantes – Padronização – Parte 1: Designação de carcaças entre 56 a 400 e flanges entre 55 a 1 080
ABNT NBR 15623-2, Máquina elétrica girante – Dimensões e séries de potências para máquinas elétricas girantes – Padronização – Parte 2: Designação de carcaças entre 355 a 1 000 e flanges entre 1 180 a 2 360
ABNT NBR 15623-3, Máquina elétrica girante – Dimensões e séries de potências para máquinas elétricas girantes – Padronização – Parte 3: Motores pequenos e flanges BF10 a BF50
ABNT NBR IEC 60079-7, Atmosferas explosivas – Parte 7: Proteção de equipamentos por segurança aumentada IEC 60027-1, Letter symbols to be used in electrical technology – Part 1: General
IEC 60027-4, Letter symbols to be used in electrical technology – Part 4: Rotating electric machines
IEC 60034-12, Rotating electrical machines – Part 12: Starting performance of single-speed three-phase cage induction motors
IEC 60034-15, Rotating electrical machines – Part 15: Impulse voltage withstand levels of rotating a.c. machines with form-wound stator coils
IEC 60034-17, Rotating electrical machines – Part 17: Cage induction motors when fed from converters – Application guide
IEC 60034-18, Rotating electrical machines – Part 18: Functional evaluation of insulation systems – Sections 1: General guidelines
IEC 60034-25, Rotating electrical machines – Part 25: Guidance for the design and performance of a.c. motors specifically designed for converter supply
IEC 60079-1, Explosive atmospheres – Part 1: Equipment protection by flameproof enclosures 'd' IEC 60085, Electrical insulation – Thermal evaluation and designation
EN 50209, Rotating electrical machines – Test of insulation of bars and coils of high-voltage machines
3 Termos e definições
Para os efeitos desta parte da ABNT NBR 17094, aplicam-se os seguintes termos e definições.
NOTA 1 Para outras definições que não sejam as de 3.11, 3.12, 3.19, 3.20, 3.21 e 3.31, referentes a métodos de resfriamento, ver ABNT NBR 5110.
NOTA 2 Os números entre parênteses correspondem aos mesmos termos da publicação IEC 60050 (411).
3.1
características nominais (411-51-24)
conjunto de valores nominais e condições de funcionamento 3.2
carga (411-51-01)
conjunto dos valores das grandezas elétricas e mecânicas que caracterizam as solicitações impostas a uma máquina girante, por um circuito elétrico ou um dispositivo mecânico, em um dado instante
3.3
3.4
conjugado com rotor bloqueado (411-48-06)
menor conjugado medido que o motor desenvolve em sua ponta de eixo, com o seu rotor bloqueado em qualquer posição angular, sob tensão e freqüência nominais
3.5
conjugado máximo
maior valor do conjugado assíncrono, em regime permanente, que o motor desenvolve sem queda abrupta de velocidade, sob tensão e freqüência nominais
NOTA Esta definição não se aplica aos motores de indução cujo conjugado diminui continuamente quando a velocidade aumenta.
3.6
conjugado mínimo de partida
menor valor do conjugado assíncrono, em regime permanente, que o motor desenvolve entre a velocidade zero e a velocidade correspondente ao conjugado máximo, sob tensão e freqüência nominais
NOTA 1 Esta definição não se aplica aos motores de indução cujo conjugado diminui continuamente quando a velocidade aumenta.
NOTA 2 Adicionalmente aos conjugados assíncronos em regime permanente existem, às velocidades específicas, conjugados harmônicos síncronos decorrentes do ângulo de carga do rotor. A tais velocidades, o conjugado de aceleração pode ser negativo para alguns ângulos de carga do rotor. A experiência e o cálculo mostram que esta é uma condição de funcionamento instável e que, em conseqüência, os conjugados harmônicos síncronos não impedem a aceleração do motor e por isso são excluídos da definição.
3.7
conjugado nominal (411-48-05)
conjugado que o motor desenvolve no seu eixo sob potência e velocidade nominais 3.8
constante de tempo térmica equivalente
constante de tempo que, substituindo várias constantes de tempo individuais, determina aproximadamente a evolução de temperatura em um enrolamento após uma variação de corrente em degrau
3.9
corrente com rotor bloqueado (411-48-16)
maior valor eficaz da corrente absorvida pelo motor, em regime permanente (ver ABNT NBR 5457), com o seu rotor bloqueado em qualquer posição angular, sob tensão e freqüência nominais
3.10
efeito de inércia
soma (integral) dos produtos dos pesos elementares de um corpo pelos quadrados do dobro de suas distâncias radiais ao eixo de referência
NOTA 1 Esta grandeza é designada pelo símbolo literal GD2e é expressa em N.m2(newton-metro quadrado).
NOTA 2 GD2= 4gJ, sendo GD2 em N.m2(newton-metro quadrado), J (momento de inércia) em kg.m2 (quilograma-metro quadrado) e g (aceleração da gravidade local) em m/s2(metro por segundo, por segundo).
3.11
enrolamento encapsulado (411-39-06)
3.12
enrolamento resfriado diretamente (411-44-08)
enrolamento resfriado principalmente por um fluido refrigerante circulando em contato direto com a parte resfriada através de condutores ocos, tubos, dutos, ou canais que, independentemente de sua orientação, fazem parte integrante do enrolamento, internamente à isolação principal
3.13
enrolamento resfriado indiretamente (411-44-09) todo enrolamento que não é resfriado diretamente
NOTA Para 3.12 e 3.13, nos casos em que não for mencionado “diretamente” ou “indiretamente”, o enrolamento é considerado resfriado indiretamente.
3.14
ensaios de rotina (411-53-02)
ensaios realizados em cada máquina, individualmente, para verificar a sua conformidade com certos critérios 3.15
ensaios de tipo (411-53-01)
ensaios realizados em uma ou mais unidades fabricadas segundo certo projeto, para demonstrar que este projeto satisfaz certas condições especificadas
3.16
ensaios especiais
ensaios não considerados de tipo ou de rotina, devendo ser realizados somente mediante acordo prévio entre fabricante e comprador
3.17
equilíbrio térmico (411-51-08)
estado alcançado quando as elevações de temperatura das diversas partes da máquina não variam mais que um gradiente de 2 K/h
NOTA O equilíbrio térmico pode ser determinado do gráfico da elevação de temperatura em função do tempo quando as retas entre pontos no começo e no fim de dois intervalos de tempo razoáveis sucessivos tiverem cada uma um gradiente menor que 2 K/h.
3.18
fator de duração do ciclo (411-51-09)
razão entre o período de funcionamento em carga, incluindo a partida e a frenagem elétrica, e a duração do ciclo de regime, expressa em porcentagem
3.19
fluido refrigerante (411-44-02)
fluido líquido ou gasoso, por intermédio do qual o calor é transferido 3.20
fluido refrigerante primário (411-44-03)
fluido líquido ou gasoso que, estando a uma temperatura inferior àquela das partes da máquina com as quais está em contato, remove o calor dessas partes
3.21
fluido refrigerante secundário (411-44-04)
fluido líquido ou gasoso que, estando a uma temperatura inferior àquela do fluido refrigerante primário, remove o calor deste fluido refrigerante primário por meio de um trocador de calor ou através da superfície externa da
3.22
funcionamento em vazio (411-51-02)
condição de funcionamento de uma máquina girando com potência de saída nula (mantidas as outras condições normais de funcionamento)
3.23
isolação principal
isolação básica aplicada a partes vivas, destinada a assegurar a proteção contra choques elétricos 3.24
isolação suplementar
isolação adicional e independente da isolação principal, destinada a assegurar proteção contra choques elétricos no caso de falha da isolação principal
3.25
momento de inércia (dinâmico)
soma (integral) dos produtos das massas elementares de um corpo pelos quadrados de suas distâncias radiais ao eixo de referência
NOTA Esta grandeza é designada pelo símbolo literal J e é expressa em kg.m2(quilograma-metro quadrado).
3.26
plena carga (411-51-10)
carga que solicita uma máquina a funcionar nas suas características nominais 3.27
potência nominal
valor da potência de saída incluído nas características nominais, que deve ser expresso em cavalo vapor (cv) ou em watts (W) ou os seus múltiplos como, por exemplo (kW)
NOTA É prática em alguns países expressar a potência mecânica disponível no eixo do motor em horse-power (1 hp é equivalente a 746 W; 1 cv (cavalo-vapor) é equivalente a 736 W).
3.28
regime (411-51-06)
indicação das cargas às quais a máquina é submetida, incluindo, se aplicável, períodos de partida, de frenagem elétrica, de funcionamento em vazio e de repouso, bem como as suas durações e a sua seqüência no tempo 3.29
regime-tipo (411-51-13)
regime contínuo, de tempo limitado ou periódico, incluindo uma ou mais cargas que permanecem constantes para a duração especificada, ou regime não periódico no qual geralmente a carga e a velocidade variam em uma faixa de funcionamento admissível
3.30
repouso (411-51-03)
ausência completa de todo movimento e de toda alimentação elétrica ou de todo acionamento mecânico 3.31
resfriamento (411-44-01)
processo pelo qual o calor resultante das perdas que ocorrem em uma máquina é transferido para um fluido refrigerante primário, o qual pode ser continuamente renovado ou resfriado por um fluido refrigerante secundário em um trocador de calor
3.32
tensão nominal
UN
3.33 tolerância
desvio permitido entre o valor declarado de uma grandeza e o valor medido 3.34
valor de plena carga (411-51-11)
valor de uma grandeza para uma máquina funcionando a plena carga
NOTA Este conceito é aplicável à potência, ao conjugado, à corrente, à velocidade etc.
3.35
valor nominal (411-51-23)
valor de uma grandeza atribuído, geralmente pelo fabricante, a uma condição de funcionamento especificada de uma máquina
NOTA A tensão nominal ou faixa da tensão nominal é o valor da tensão de linha entre os terminais da máquina.
3.36
potência aparente com rotor bloqueado
potência aparente de entrada com o motor bloqueado sob tensão e freqüência nominais
4 Regimes
4.1 Especificação de um regime
É responsabilidade do comprador definir o tipo de regime. O comprador pode descrever o regime por um dos seguintes métodos:
a) numericamente, quando a carga não variar ou variar de forma conhecida; b) graficamente, por um gráfico das grandezas variáveis em função do tempo;
c) pela seleção de um dos tipos de regime S1 a S10 que não sejam menos severos que o regime real. O tipo de regime deve ser designado pela abreviação apropriada, especificada em 4.2.
Uma expressão para o fator de duração do ciclo é dada na figura do tipo de regime correspondente.
Normalmente o comprador não pode prever os valores de momento de inércia do motor (JM) ou a expectativa de
vida térmica relativa (TL) para o regime de serviço S10 (ver Anexo B). Estes valores são informados pelo
fabricante.
Quando o comprador não declarar o tipo de regime, o fabricante deve considerar que o tipo de regime S1 (regime contínuo) seja aplicado.
4.2 Tipos de regimes
4.2.1 Regime tipo S1 – Regime contínuo
Funcionamento à carga constante, com duração suficiente para que o equilíbrio térmico seja alcançado (ver Figura 1).
t t t max PV P Legenda P carga Pv perdas elétricas temperatura
max temperatura máxima atingida durante o ciclo
t tempo
Figura 1 — Regime contínuo – Regime tipo S1
4.2.2 Regime tipo S2 – Regime de tempo limitado
Funcionamento à carga constante por um tempo determinado, inferior ao necessário para atingir o equilíbrio térmico, seguido por um tempo de repouso de duração suficiente para restabelecer a temperatura da máquina dentro de + 2 K em relação à temperatura do fluido refrigerante (ver Figura 2).
A abreviação apropriada é S2, seguida por uma indicação da duração do regime.
tP P PV max t t t Legenda P carga Pv perdas elétricas temperatura
max temperatura máxima atingida durante o ciclo
t tempo
tp tempo em funcionamento à carga constante
Figura 2 — Regime de tempo limitado – Regime tipo S2
4.2.3 Regime tipo S3 – Regime intermitente periódico
Seqüência de ciclos de regime idênticos, cada qual incluindo um tempo de funcionamento com carga constante e um tempo desenergizado e em repouso (ver Figura 3). Neste regime o ciclo é tal que a corrente de partida não afeta significativamente a elevação de temperatura.
TC tP P PV max t t t tR Legenda P carga Pv perdas elétricas temperatura
max temperatura máxima atingida durante o ciclo
t tempo
Tc duração de um ciclo
tp tempo de funcionamento à carga constante tR tempo desenergizado e em repouso
Fator de duração do ciclo = tP/Tc
Figura 3 — Regime intermitente periódico – Regime tipo S3
4.2.4 Regime tipo S4 – Regime intermitente periódico com partidas
Seqüência de ciclos de regime idênticos, cada qual incluindo um tempo de partida significativo, um tempo de funcionamento com carga constante e um tempo de repouso (ver Figura 4).
A abreviação apropriada é S4, seguida pelo fator de duração do ciclo, pelo momento de inércia do motor (JM) e pelo momento
EXEMPLO S4 25 % JM= 0,15 kg.m2 Jext= 0,7 kg.m2
NOTA Regime periódico implica que o equilíbrio térmico não seja alcançado durante a operação com carga.
TC tP PV P max t t t tR tD Legenda
P carga Tc duração de um ciclo
Pv perdas elétricas tD tempo de aceleração/ partida
temperatura tp tempo de funcionamento à carga constante
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tR tempo desenergizado e em repouso t tempo
Fator de duração do ciclo = ( tD + tp)/Tc
Figura 4 — Regime intermitente periódico com partida – Regime tipo S4
A abreviação apropriada é S5, seguida pelo fator de duração do ciclo, pelo momento de inércia do motor (JM) e
pelo momento de inércia da carga (Jext), ambos referidos ao eixo do motor. EXEMPLO S5 25 % JM= 0,15 kg.m2 Jext= 0,7 kg.m2
NOTA Regime periódico implica que o equilíbrio térmico não seja alcançado durante a operação com carga.
tF max t t t P TC PV tP tR tD Legenda
P carga Tc duração de um ciclo
Pv perdas elétricas tD tempo de aceleração/ partida
temperatura tP tempo de funcionamento à carga constante
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tF tempo de frenagem elétrica
t tempo tR tempo desenergizado e em repouso
Fator de duração do ciclo = ( tD + tp + tF)/Tc
4.2.6 Regime tipo S6 - Regime de funcionamento contínuo periódico com carga intermitente
Seqüência de ciclos de regime idênticos, cada qual incluindo um tempo de funcionamento à carga constante e um tempo de funcionamento em vazio. Não existe tempo desenergizado e em repouso (ver Figura 6).
A abreviação apropriada é S6, seguida pelo fator de duração do ciclo.
EXEMPLO S6 40 %
NOTA Regime periódico implica que o equilíbrio térmico não seja alcançado durante a operação com carga.
TC tP P PV max t t t tV Legenda P carga t tempo
Pv perdas elétricas Tc duração de um ciclo
temperatura tp tempo de funcionamento à carga constante
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tv tempo de funcionamento em vazio
4.2.7 Regime tipo S7 – Regime de funcionamento contínuo periódico com frenagem elétrica
Seqüência de ciclos de regime idênticos, cada qual incluindo um tempo de partida, um tempo de funcionamento à carga constante e um tempo de frenagem elétrica. Não existe tempo desenergizado e em repouso (ver Figura 7). A abreviação apropriada é S7, seguida pelo momento de inércia do motor (JM) e pelo momento de inércia da carga
(Jext), ambos referidos ao eixo do motor.
EXEMPLO S7 JM= 0,4 kg.m2 Jext= 7,5 kg.m2
NOTA Regime periódico implica que o equilíbrio térmico não seja alcançado durante a operação com carga.
P tD TC t t t max PV tP tF Legenda P carga t tempo
Pv perdas elétricas Tc duração de um ciclo
temperatura tD tempo de aceleração/partida
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tp tempo de funcionamento à carga constante tF tempo de frenagem elétrica
Fator de duração do ciclo = 1
4.2.8 Regime tipo S8 – Regime de funcionamento contínuo periódico com mudanças correspondentes de carga e de velocidade
Seqüência de ciclos de regime idênticos, cada qual incluindo um tempo de funcionamento à carga constante correspondente a uma determinada velocidade de rotação, seguido de um ou mais tempos de funcionamento a outras cargas constantes correspondentes a diferentes velocidades de rotação (realizados, por exemplo, pela mudança do número de pólos, no caso de motores de indução). Não existe tempo desenergizado e em repouso (ver Figura 8).
A abreviação apropriada é S8, seguida pelo momento de inércia do motor (JM) e pelo momento de inércia da carga
(Jext), ambos referidos ao eixo do motor, juntamente com a carga, velocidade e fator de duração do ciclo para cada
condição de velocidade.
EXEMPLO S8 JM= 0,5 kg.m2 Jext= 6 kg.m2 16kW 740 rpm 30 %
40kW 1460 rpm 30 % 25kW 980 rpm 40 %
TC P tD PV max n t t t t tP1 tF1 tF2 tP2 tP3 Legenda P carga t tempo
Pv perdas elétricas Tc duração de um ciclo
temperatura tD tempo de aceleração/partida
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tp tempo de funcionamento à carga constante n velocidade tF tempo de frenagem elétrica
Fator de duração do ciclo = ( tD + tp1)/Tc; ( tF1 + tp2)/Tc; ( tF2 + tp3)/Tc
Figura 8 — Regime de funcionamento contínuo periódico, com mudanças correspondentes de carga e de velocidade – Regime tipo S8
4.2.9 Regime tipo S9 – Regime com variações não periódicas de carga e de velocidade
Regime no qual geralmente a carga e a velocidade variam não periodicamente, dentro da faixa de funcionamento admissível. Este regime inclui freqüentemente sobrecargas aplicadas que podem ser muito superiores à carga de referência (ver Figura 9).
A abreviação apropriada é S9.
Para este tipo de regime, uma carga constante apropriadamente selecionada e baseada no regime tipo S1 é tomada como carga de referência (“Pref” na Figura 9) para o conceito de sobrecarga.
t t t t PV P n tP Pref max tF tD tR tS IEC 334/04 Legenda P carga t tempo
Pref carga de referência tD tempo de aceleração/ partida
Pv perdas elétricas tp tempo de funcionamento à carga constante
temperatura tF tempo de frenagem elétrica
max temperatura máxima atingida durante o ciclo tR tempo desenergizado e em repouso n velocidade ts tempo de funcionamento com sobrecarga
4.2.10 Regime tipo S10 – Regime com cargas e velocidades constantes distintas
Regime consistindo em um número específico de valores distintos de cargas (ou cargas equivalentes) e, se aplicável, velocidade, sendo cada combinação carga/velocidade mantido por um tempo suficiente para permitir que a máquina alcance o equilíbrio térmico (ver Figura 10). A carga mínima durante um ciclo de regime pode ter o valor zero (funcionamento em vazio ou repouso desenergizado).
A abreviação apropriada é S10, seguida pelo valor por unidade (pu) p/!t para a carga e sua duração respectiva e pelo valor por unidade TL para a expectativa de vida térmica relativa do sistema de isolação. O valor de referência para a expectativa de vida térmica é a expectativa de vida térmica na condição nominal para regime de operação contínuo e no limite permitido de elevação de temperatura baseado no regime tipo S1. Para um período de repouso, a carga deve ser indicada pela letra “r”.
NOTA pi= Pi/ Pn= carga em p.u.
EXEMPLO S10 p/!t = 1,1/0,4 ; 1/0,3 ; 0,9/0,2 ; r/0,1 TL = 0,6
O valor de TL deve ser arredondado para um valor múltiplo de 0,05. Informações sobre o significado deste parâmetro e a determinação de seu valor são dadas no Anexo B.
Para este tipo de regime, uma carga constante adequadamente escolhida e baseada no regime tipo S1 deve ser tomada como carga de referência (“Pref” na Figura 10) para as cargas distintas. Na conversão para valores em p.u.,
considerar para p e t os valores de base Prefe TC, respectivamente.
NOTA Os valores distintos de carga são usualmente cargas equivalentes, baseadas na integração de valores em um período de tempo. Não é necessário que cada ciclo de cargas seja exatamente o mesmo, mas somente que cada carga dentro de um ciclo seja aplicada por tempo suficiente para que o equilíbrio térmico seja atingido, e que cada ciclo de cargas possa ser integrado para dar a mesma expectativa de vida térmica.
Pref PV ref P 1 t t t t1 TC t n t2 t3 t4 P1 P2 P3 P4 2 4 Legenda P carga t tempo
Pi carga constante de um período de carga dentro
de um ciclo de cargas
ti tempo de uma carga constante dentro de um ciclo Pref carga de referência baseado no regime tipo S1 Tc duração de um ciclo
Pv perdas elétricas
i diferença entre a elevação de temperatura do
enrolamento para cada variação de carga dentro de um ciclo, e a elevação de temperatura baseada no regime tipo S1 com carga de referência temperatura
ref temperatura na carga de referência baseado no
regime tipo S1
n velocidade
5 Características nominais
5.1 Declaração das características nominais
As características nominais, como definido em 3.1, devem ser atribuídas pelo fabricante. Na declaração das características nominais o fabricante deve selecionar uma das classes de características nominais definidas em 5.2.1 a 5.2.6. A designação da classe de característica nominal deve ser escrita após a potência nominal. Se nenhuma característica for anotada, características nominais para regime contínuo são aplicadas.
Quando componentes acessórios (tais como reatores, capacitores etc.) são conectados pelo fabricante como parte da máquina, os valores das características nominais devem se referir aos terminais de alimentação de todo o conjunto.
NOTA Isto não se aplica a transformadores de potência conectados entre a máquina e a fonte de alimentação.
Considerações especiais são requeridas quando são definidas as características nominais para máquinas alimentadas a partir de conversores estáticos. As IEC 60034-17 e IEC 60034-25 dão orientações para o caso de motores de indução de gaiola cobertos por esta parte da ABNT NBR 17094
5.2 Classes de características nominais
5.2.1 Características nominais para regime contínuo
Características nominais com as quais a máquina pode ser operada por um período ilimitado, e em conformidade com os requisitos desta Norma.
Esta classe de características nominais corresponde ao regime tipo S1 e é designada como regime tipo S1. 5.2.2 Características nominais para regime de tempo limitado
Características nominais com as quais a máquina pode ser operada por um período limitado, partindo à temperatura ambiente, e em conformidade com os requisitos desta parte da ABNT NBR 17094.
Esta classe de características nominais corresponde ao regime tipo S2 e é designada como regime tipo S2. 5.2.3 Características nominais para regime periódico
Características nominais com as quais a máquina pode ser operada no regime de ciclos, e em conformidade com os requisitos desta parte da ABNT NBR 17094
Esta classe de características nominais corresponde a um dos regimes periódicos tipo S3 a S8 e é designada como o regime tipo correspondente.
A menos que especificado ao contrário, a duração de um ciclo de regime deve ser de 10 min e o fator de duração do ciclo deve ter um dos seguintes valores: 15 %, 25 %, 40 % ou 60 %.
5.2.4 Características nominais para regime não periódico
Características nominais com as quais a máquina pode ser operada não periodicamente, e em conformidade com os requisitos desta Norma.
5.2.5 Características nominais para regime com cargas e velocidades constantes distintas
Características nominais com as quais a máquina pode ser operada com a associação de cargas e velocidades do regime tipo S10 por um período ilimitado de tempo, e em conformidade com os requisitos desta parte da ABNT NBR 17094. A máxima carga permitida no ciclo deve levar em consideração todas as partes do motor como, por exemplo, a expectativa de vida térmica relativa do sistema de isolação, a temperatura dos rolamentos e a dilatação térmica de outras partes. A menos que especificado em comum acordo entre fabricante e comprador, a carga máxima não deve exceder 1,15 vez o valor da carga baseado no regime tipo S1. A carga mínima pode ter o valor zero, com máquina operando a vazio ou estando em repouso. Considerações para a aplicação desta classe de características nominais são apresentadas no Anexo B.
Esta classe de características nominais corresponde ao tipo de regime S10 e é designada como regime tipo S10.
NOTA Outras normas podem especificar a carga máxima em termos de limite de temperatura ou elevação de temperatura do enrolamento no lugar de carga relativa, por unidade (pu), baseado no regime tipo S1.
5.2.6 Características nominais para carga equivalente
Características nominais, para o propósito de ensaios, com as quais a máquina pode ser operada em carga constante até alcançar o equilíbrio térmico e que resulta na mesma elevação de temperatura do enrolamento do estator que a elevação da temperatura média durante um ciclo de carga do regime tipo especificado.
NOTA A determinação de uma característica nominal equivalente deve considerar a variação da carga, velocidade e resfriamento do ciclo do regime.
Esta classe de características nominais, se aplicada, é designada “equ”.
5.3 Seleção de uma classe de características nominais
Um motor fabricado para aplicação geral deve ter características nominais para regime de operação contínuo e ser capaz de funcionar no regime tipo S1.
Se o regime não for especificado pelo comprador, aplica-se o regime tipo S1 e as características nominais atribuídas devem ser para regime contínuo.
Quando um motor tiver características nominais para regime de tempo limitado, elas devem ser baseadas no tipo de regime S2 (ver 4.2.2).
Quando um motor for destinado a acionar cargas variáveis, ou cargas incluindo um período de funcionamento em vazio ou períodos de repouso, as características nominais devem ser para regime periódico, baseada em um dos tipos de regimes S3 a S8 (ver 4.2.3 a 4.2.8).
Quando um motor for destinado a acionar não periodicamente cargas variáveis a velocidades variáveis, incluindo sobrecargas, as características nominais devem ser para regime não periódico, baseada no tipo de regime S9 (ver 4.2.9).
Quando um motor for destinado a acionar cargas constantes distintas, incluindo períodos de sobrecarga ou períodos de funcionamento em vazio (ou períodos de repouso), as características nominais devem ser para regime com cargas constantes distintas, baseadas no tipo de regime S10 (ver 4.2.10).
5.4 Atribuição da potência a uma classe de características nominais
Na determinação das características nominais, procede-se como a seguir:5.5 Potência nominal
A potência nominal é a potência mecânica disponível no eixo e deve ser expressa em Watts (W) ou seus múltiplos.
NOTA 1 É prática em alguns países expressar a potência mecânica disponível no eixo do motor em horse-power (1 hp é equivalente a 746 W; 1 cv (cavalo-vapor) é equivalente a 736 W).
NOTA 2 Os valores preferenciais da potência nominal são escolhidos conforme a ABNT NBR 5432. Quando para motores de um tipo particular existir norma específica, os valores da potência nominal estão de acordo com o especificado nela.
5.6 Máquinas com mais de uma característica nominal
Para máquinas com mais de uma característica nominal, a máquina deve estar de acordo com esta parte da ABNT NBR 17094 em todos os aspectos para cada condição nominal.
Para motores de múltiplas velocidades, uma característica nominal deve ser definida para cada velocidade.
Quando uma grandeza nominal (potência, tensão, velocidade etc.) puder assumir vários valores ou variar continuamente entre dois limites, as características nominais devem ser estabelecidas para estes valores ou limites. Esta situação não se aplica para variação de tensão e freqüência durante a operação conforme definido em 7.3 ou quando sistemas de partida forem utilizados.
6 Condições de funcionamento no local de instalação
6.1 Generalidades
A menos que especificado ao contrário, os motores devem ser adequados para as seguintes condições de funcionamento no local de instalação. Para condições de funcionamento diferentes, são dadas correções na Seção 8.
6.2 Altitude
Altitude não superior a 1 000 m acima do nível do mar.
6.3 Máxima temperatura do ar ambiente
Temperatura do ar no local de funcionamento não deve ser superior a 40 °C.
6.4 Mínima temperatura do ar ambiente
6.4.1 A temperatura do ar no local de funcionamento não deve ser inferior a – 15 °C para qualquer máquina, exceto as mencionadas em 6.4.2.
6.4.2 A temperatura do ar no local de funcionamento não deve ser inferior a 0 °C para máquinas com uma ou mais características abaixo:
a) potência nominal superior a 3,3 kW/rpm; b) potência nominal inferior a 600 W; c) mancal de deslizamento;
6.5 Temperatura da água como fluido de resfriamento
A temperatura da água de resfriamento na entrada da máquina ou do trocador de calor ou a água ambiente (no caso de máquinas submersíveis com resfriamento através da superfície externa e máquinas com resfriamento por envoltória de água) não deve ultrapassar + 25 °C nem ser inferior a + 5 °C.
6.6 Estocagem e transporte
Quando são esperadas temperaturas abaixo do especificado em 6.4 durante o transporte, estocagem ou após a instalação, o comprador deve informar ao fabricante e especificar a temperatura mínima esperada.
7 Condições elétricas de funcionamento
7.1 Alimentação elétrica
Os motores de indução abrangidos por esta parte da ABNT NBR 17094 devem ser adequados para a freqüência de 60 Hz.
Para tensão nominal dos motores trifásicos, recomenda-se uma das seguintes: 220 V1), 380 V2
7.2 Forma e simetria de tensões e correntes
), 440 V, 2 300 V, 4 000 V, 6 600 V e 13 200 V.
Para um motor de corrente alternada alimentado por conversor estático, as restrições na tensão, freqüência e forma de onda não se aplicam. Neste caso, as tensões nominais devem ser definidas através de acordo entre comprador e fabricante.
7.2.1 Motores de indução para uso em sistema de potência de freqüência fixa, alimentado por um gerador c.a. (local ou por rede de fornecimento), devem estar aptos a operar numa tensão de fornecimento tendo um fator harmônico de tensão (FHV) que não exceda:
0,02 para motores monofásicos e motores trifásicos, incluindo motores síncronos, mas excluindo motores de categoria N (ver IEC 60034-12), a menos que o fabricante declare o contrário;
0,03 para motores categoria N.
O FHV deve ser calculado usando a seguinte expressão: k n
n
u
FHV
2 2 n onde:un é o valor por unidade do harmônico de tensão (referido à tensão nominal UN);
n é a ordem do harmônico (não divisível por três, no caso de motores trifásicos). K = 13
1)
Motores trifásicos de corrente alternada devem estar aptos para operar num sistema de tensões trifásicas tendo uma componente de seqüência negativa que não exceda 1 % da componente de seqüência positiva durante um período prolongado, ou 1,5 % durante um período curto, não superior a alguns minutos, e uma componente de seqüência zero que não exceda 1 % da componente de seqüência positiva.
Se os limites de deformação e de desequilíbrio ocorrerem simultaneamente em funcionamento com carga nominal, a temperatura resultante no motor não deve ser prejudicial e o excesso de elevação de temperatura resultante em relação aos limites especificados nesta parte da ABNT NBR 17094 não deve ultrapassar 10 K.
NOTA Nas proximidades de grandes cargas monofásicas (como fornos de indução), e nas áreas rurais, particularmente nos sistemas mistos de indústrias e residências, os fornecimentos podem ser distorcidos além dos limites acima. Ações especiais serão então necessárias.
7.2.2 Motores de corrente alternada alimentados por conversores estáticos devem tolerar altos conteúdos de harmônicos da tensão fornecida; ver IEC 60034-17 para o caso de motores de gaiola dentro do escopo da Seção 8.
NOTA Quando a tensão de alimentação for significantemente não senoidal, por exemplo, derivada de um conversor estático, o valor eficaz da forma de onda total e da fundamental são ambos relevantes e determinam o desempenho performance do motor de indução.
7.3 Variações de tensão e de freqüência durante o funcionamento
Motores de indução para uso em sistema de potência de freqüência fixa, alimentado por um gerador c.a. (local ou por rede de fornecimento), com as combinações de variações de tensão e de freqüência são classificadas como zona A ou zona B, de acordo com a Figura 11.
Um motor de indução deve ser capaz de prover torque nominal continuamente dentro da zona A da Figura 11, mas pode não atender completamente às suas características de desempenho à tensão e freqüência nominais (ver ponto de características nominais na Figura 11), apresentando alguns desvios. As elevações de temperatura podem ser superiores àquelas obtidas à tensão e freqüência nominais.
Um motor de indução deve ser capaz de prover torque nominal na zona B, mas pode apresentar desvios superiores àqueles da zona A, no que se refere às características de desempenho à tensão e freqüência nominais. As elevações de temperatura podem ser superiores às verificadas com tensão e freqüência nominais e muito provavelmente superiores àquelas da zona A. O funcionamento prolongado na periferia da zona B não é recomendado.
NOTA 1 Nas condições de funcionamento reais, o motor é, às vezes, solicitado a funcionar fora do perímetro da zona A. Recomenda-se limitar tais afastamentos em valor, duração e freqüência de ocorrência. Convém tomar medidas corretivas, quando possível, dentro de um tempo razoável, como, por exemplo, uma redução de potência. Tais medidas podem evitar uma redução na vida útil do motor devido aos efeitos da temperatura.
NOTA 2 Os limites de elevação de temperatura ou de temperatura total, conforme esta parte da ABNT NBR 17094, são aplicáveis no ponto de características nominais e podem ser progressivamente excedidos à medida que o ponto de funcionamento se afasta do ponto de características nominais. Para as condições de operação nos limites da zona A, as elevações de temperatura e as temperaturas totais podem exceder aproximadamente 10 K os limites de elevação de temperatura e de temperatura total especificados nesta parte da ABNT NBR 17094.
NOTA 3 Um motor de indução somente partirá no limite inferior de tensão se seu conjugado de partida for adequadamente combinado com o conjugado resistente da carga, mas isto não é uma exigência desta seção. Para as características de partida de motores de categoria N, ver Seção 8.
1,02 1,03 1,05 0,97 0,95 0,90 1,10 0,98
1
3
2
X
Y
1,00 1,03 0,95 Legenda 1 - zona A2 - zona B (exterior à zona A) 3 - ponto de características nominais X - freqüência – (p.u.)
Y - tensão – (p.u.)
Figura 11 — Limites das variações de tensão e de freqüência em funcionamento
7.4 Motores de indução trifásicos operando em um sistema de neutro isolado
Devem ser capazes de funcionar continuamente com o neutro em um potencial próximo ou igual ao da terra. Também devem ser capazes de funcionar em sistemas de neutro isolado com uma fase no potencial de terra durante períodos pouco freqüentes, de curta duração, como, por exemplo, suficientes para a remoção de faltas. Caso se pretenda operar o motor continuamente ou por períodos prolongados nesta condição de funcionamento, é necessário que o nível de isolamento seja adequado para esta condição, o que deve ser definido nas instruções de operação.
Se os enrolamentos não tiverem o mesmo nível de isolamento nas extremidades de linha e de neutro, isto deve ser indicado nas instruções de operação.
NOTA O aterramento da interconexão de pontos neutros de motores não deve ser efetuado sem consultar os fabricantes, devido ao risco de circulação de componentes de seqüência zero de correntes de todas as freqüências sob certas condições de funcionamento e de possíveis danos mecânicos ao enrolamento sob condições de falta linha-neutro.
7.5 Níveis de tensão suportáveis (pico e gradiente) para motores alimentados por inversor de
freqüência
Para motores de indução o fabricante deve declarar os valores limites de tensão de pico e gradiente de tensão em operação contínua.
Para motores de indução de gaiola dentro do escopo da Seção 8, ver também IEC 60034-17. Para motores de alta-tensão, ver também IEC 60034-15.
7.6 Condições de funcionamento especiais
Para condições de funcionamento diferentes daquelas indicadas na Seção 6, as correções a serem adotadas constam em 9.4.3 Quanto às condições referidas em 7.2 e 7.3, na própria seção já há informações sobre o que ocorre quando elas variam. Também a Seção 12 e o Anexo A apresentam recomendações sobre condições elétricas.
O fabricante deve ser consultado para outras condições de funcionamento especiais que possam afetar a construção ou o funcionamento do motor de indução, entre as quais estão as mencionadas em 7.6.1 a 7.6.5. 7.6.1 Exposição a:
a) poeiras combustíveis, explosivas, abrasivas ou condutoras;
b) fibras ou partículas em suspensão cujo acúmulo possa interferir com a ventilação normal; c) emanações químicas, gases inflamáveis ou explosivos;
d) radiação nuclear;
e) vapor d’água, ar salino ou vapor de óleo;
f) atmosferas úmidas ou muito secas, infestação de insetos ou atmosferas propícias ao crescimento de fungos; g) choque, vibração ou carga mecânica anormal proveniente de fontes externas;
h) empuxo axial ou radial anormal imposto ao eixo do motor. 7.6.2 Funcionamento em que:
a) a tensão de alimentação é desequilibrada em mais do que 1 % (ver Anexo A);
b) limites de níveis de ruído inferiores aos especificados na ABNT NBR 7565 são necessários; c) o acionamento é feito através de correias em “V”, correias planas, correntes ou redutores; d) a carga acionada é de elevada inércia;
e) a carga acionada é do tipo alternativo (bombas e compressores alternativos);
f) a carga acionada requer um conjugado com rotor bloqueado superior ao valor mínimo da categoria. 7.6.3 Funcionamento em velocidades diferentes da velocidade nominal.
7.6.5 Funcionamento quando sujeito a: a) cargas que causem impacto torsional; b) sobrecargas anormais repetitivas; c) inversão ou frenagem elétrica; d) partidas freqüentes;
e) partidas com tensão reduzida.
8 Características de partida
8.1 Generalidades
Esta seção apresenta as características de partida aplicáveis a cinco categorias de motores de indução de gaiola, de uma velocidade, freqüência de 60 Hz, conforme especificados em 8.2, desde que:
tenha tensão única até 1 000 V,
seja para uso com partida direta ou partida estrela-triângulo, seja para regime tipo S1,
seja construído com qualquer grau de proteção.
Estas características de partida também são aplicáveis a motores de duas tensões, desde que o nível de saturação magnética seja o mesmo para ambas as tensões, e para motores com tipo de proteção “e – Segurança aumentada” com classe de temperatura T1 a T3, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-7.
NOTA 1 Não é esperado que todos os fabricantes produzam motores para todas as categorias de partidas. A escolha de uma característica específica de partida, de acordo com esta parte da ABNT NBR 17094 pode ser objeto de acordo entre fabricante e comprador.
NOTA 2 Aplicações específicas podem requerer a utilização de motores com características de partida diferentes em relação às apresentadas nesta seção. Neste caso estas características são objeto de acordo entre fabricante e comprador. NOTA 3 Os valores de conjugado e potência aparente informados nesta parte da ABNT NBR 17094 são valores-limites (isto é, mínimo ou máximo sem tolerância), mas deve ser observado que os valores informados nos catálogos dos fabricantes podem incluir tolerâncias de acordo com a Seção 24.
NOTA 4 Os valores tabelados para potência aparente com rotor bloqueado são baseados no valor eficaz da corrente de rotor bloqueado; no acionamento do motor existirá uma corrente de pico instantânea assimétrica de meio ciclo que poderá variar de 1,8 a 2,8 vezes o valor da corrente com rotor bloqueado. O pico da corrente e o tempo de decaimento são uma função do projeto do motor e do ângulo de chaveamento.
8.2 Motores de indução de gaiola, trifásicos, para tensão nominal igual ou inferior a 1 000 V,
potência nominal igual ou inferior a 1 600 kW e previstos para partida direta (categorias N, H e D)
ou partida estrela-triângulo (NY, HY)
Estes motores são classificados quanto ao projeto das características de partida em cinco categorias, cujos parâmetros estão indicados em 8.2.1 a 8.2.5.
8.2.1 Motores de categoria N
Esta categoria inclui os motores com conjugado de partida normal, previstos para partida direta, com 2, 4, 6 ou 8 pólos e de 0,37 kW a 1 600 kW.
8.2.1.1 Conjugado de partida
O conjugado de partida, representado pelo conjugado com rotor bloqueado (Cp), pelo conjugado mínimo de partida
(Cmin) e pelo conjugado máximo (Cmáx), cada um expresso pela razão para o conjugado nominal (Cn), deve ter
seus valores mínimos à tensão nominal, conforme a Tabela 1 ou a Tabela 5. Valores superiores são permitidos. O conjugado de partida, a qualquer velocidade entre zero e a velocidade correspondente ao conjugado máximo, não deve ser inferior a 1,3 vez o conjugado resistente de uma carga que varia com o quadrado da velocidade, passando pelo ponto de conjugado nominal do motor.
No entanto, para motores de dois pólos com tipo de proteção “Ex e” (segurança aumentada), com potência nominal maior que 100 kW, o conjugado de partida, a qualquer velocidade entre zero e a velocidade correspondente ao conjugado máximo, não deve ser inferior a 1,3 vez o conjugado resistente de uma carga que varia com o quadrado da velocidade e deve passar pelo ponto correspondente a 70 % do conjugado nominal do motor. Para estes motores as características de conjugado devem estar de acordo com os valores apresentados na Tabela 5.
NOTA O fator 1,3 foi escolhido para levar em conta uma queda de tensão de 10 % da tensão nominal nos terminais do motor durante o período de aceleração.
8.2.1.2 Potência aparente com rotor bloqueado
A potência aparente com rotor bloqueado (Sp) é a potência aparente de entrada expressa pela razão para a
potência de saída nominal (Pn). Este valor não deve ser superior ao valor correspondente indicado nas
Tabelas 2 e 6. Os valores informados nas Tabelas 2 e 6 são independentes do número de pólos e são valores máximos à tensão nominal. Para motores com tipo de proteção “Ex e” (segurança aumentada), o valor da potência aparente com rotor bloqueado deve estar de acordo com os valores informados na Tabela 6.
8.2.1.3 Requisitos de partida
Os motores devem ser capazes de suportar duas partidas consecutivas a frio (com retorno ao repouso entre partidas), e uma partida a quente após ter funcionado nas condições nominais. O conjugado resistente devido à carga acionada é proporcional ao quadrado da velocidade, passando pelo ponto de conjugado nominal do motor, para um momento de inércia externo dado na Tabela 3 ou 7.
Em cada caso, uma partida adicional é permitida somente se a temperatura do motor antes da partida não exceder a temperatura de equilíbrio térmico sob carga nominal.
No entanto, para motores de dois pólos com tipo de proteção “Ex e” (segurança aumentada), com potência nominal maior que 100 kW, o conjugado resistente devido à carga acionada é proporcional ao quadrado da velocidade e igual a 70 % do conjugado nominal do motor, para um momento de inércia externo dado na Tabela 7. Após esta partida, carga com conjugado nominal é permitida.
Tabela 1 — Valores mínimos do conjugado com rotor bloqueado (Cp), do conjugado mínimo
de partida (Cmín) e do conjugado máximo (Cmáx) para motores de categoria N, expressos
pela razão para o conjugado nominal (Cn)
Faixa de potência
kW
Número de pólos
2 4 6 8
Cp/Cn Cmín/CnCmax/Cn Cp/Cn Cmín/CnCmax/Cn Cp/Cn Cmín/CnCmax/Cn Cp/Cn Cmín/CnCmax/Cn
0,37 Pn 0,63 1,9 1,3 2,0 2,0 1,4 2,0 1,7 1,2 1,7 1,5 1,1 1,6 0,63 < Pn 1,0 1,8 1,2 2,0 1,9 1,3 2,0 1,7 1,2 1,8 1,5 1,1 1,7 1,0 < Pn 1,6 1,8 1,2 2,0 1,9 1,3 2,0 1,6 1,1 1,9 1,4 1,0 1,8 1,6 < Pn 2,5 1,7 1,1 2,0 1,8 1,2 2,0 1,6 1,1 1,9 1,4 1,0 1,8 2,5 < Pn 4,0 1,6 1,1 2,0 1,7 1,2 2,0 1,5 1,1 1,9 1,3 1,0 1,8 4,0 < Pn 6,3 1,5 1,0 2,0 1,6 1,1 2,0 1,5 1,1 1,9 1,3 1,0 1,8 6,3 < Pn 10 1,5 1,0 2,0 1,6 1,1 2,0 1,5 1,1 1,8 1,3 1,0 1,7 10 < Pn 16 1,4 1,0 2,0 1,5 1,1 2,0 1,4 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 16 < Pn 25 1,3 0,9 1,9 1,4 1,0 1,9 1,4 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 25 < Pn 40 1,2 0,9 1,9 1,3 1,0 1,9 1,3 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 40 < Pn 63 1,1 0,8 1,8 1,2 0,9 1,8 1,2 0,9 1,7 1,1 0,8 1,7 63 < Pn 100 1,0 0,7 1,8 1,1 0,8 1,8 1,1 0,8 1,7 1,0 0,7 1,6 100 < Pn 160 0,9 0,7 1,7 1,0 0,8 1,7 1,0 0,8 1,7 0,9 0,7 1,6 160 < Pn 250 0,8 0,6 1,7 0,9 0,7 1,7 0,9 0,7 1,6 0,9 0,7 1,6 250 < Pn 400 0,75 0,6 1,6 0,75 0,6 1,6 0,75 0,6 1,6 0,75 0,6 1,6 400 < Pn 630 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 630 < Pn 1 600 0,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6
Tabela 2 — Valores máximos de potência aparente com rotor bloqueado (Sp), para motores categoria N e H,
expressos pela razão para a potência de saída nominal (Pn)
Faixa de potência kW Sp/Pn kVA/ kW Pn 0,4 22 0,4 < Pn 0,63 19 0,63 < Pn 1,0 17 1,0 < Pn 1,8 15 1,8 < Pn 4,0 14 4,0 Pn 6,3 13 6,3 < Pn 25 12
Tabela 2 (continuação) Faixa de potência kW Sp/Pn kVA/ kW 25 < Pn 63 11 63 < Pn 630 10 630 < Pn 1 600 9
NOTA Para obter a relação Ip/In,deve-se multiplicar o valor de kVA/kW
pelo produto do rendimento e fator de potência a plena carga.
Ipé a corrente com rotor bloqueado;
Iné a corrente nominal.
Tabela 3 — Momentos de inércia externos (J) para as potências normalizadas
Número de pólos 2 4 6 8 Potência kW Momento de inércia kg m2 0,37 0,012 0,069 0,191 0,392 0,55 0,018 0,099 0,273 0,561 0,75 0,023 0,131 0,361 0,741 1,10 0,033 0,185 0,510 1,046 1,50 0,043 0,244 0,674 1,383 2,20 0,061 0,345 0,951 1,952 3,00 0,081 0,456 1,257 2,580 3,70 0,097 0,551 1,518 3,116 5,50 0,139 0,787 2,169 4,452 7,50 0,184 1,041 2,867 5,886 11,0 0,260 1,469 4,047 8,309 15,0 0,343 1,942 5,351 10,984 18,5 0,415 2,345 6,462 13,266 22,0 0,485 2,741 7,553 15,504 30,0 0,641 3,623 9,985 20,497 37,0 0,774 4,376 12,059 24,754 45,0 0,923 5,219 14,382 29,523 55,0 1,105 6,252 17,229 35,367 75,0 1,461 8,265 22,776 46,755 90,0 1,722 9,739 26,838 55,092 110 2,062 11,667 32,150 65,997 132 2,430 13,747 37,883 77,766 150 2,726 15,423 42,502 87,248 160 2,890 16,346 45,044 92,465 185 3,293 18,627 51,331 105,372
Tabela 3 (continuação) Número de pólos 2 4 6 8 Potência kW Momento de inércia kg m2 200 3,532 19,981 55,062 113,031 220 3,849 21,771 59,994 123,155 250 4,318 24,425 67,309 138,171 260 4,473 25,303 69,727 143,135 280 4,781 27,048 74,536 153,008 300 5,088 28,781 79,311 162,810 315 5,316 30,073 82,871 170,118 330 5,543 31,359 86,415 177,392 355 5,920 33,489 92,285 189,442 370 6,145 34,760 95,787 196,631 400 6,591 37,286 102,749 210,924 425 6,961 39,377 108,511 222,752 450 7,328 41,456 114,239 234,511 475 7,694 43,523 119,936 246,204 500 8,057 45,579 125,602 257,836 530 8,491 48,034 132,365 271,719 560 8,923 50,474 139,089 285,523 600 9,494 53,707 148,000 303,814 630 9,920 56,118 154,643 317,452 710 11,047 62,493 172,209 353,512
NOTA 1 Os valores de inércia são dados em termos de mr2, em que m é a massa e r é o raio médio de
giração.
NOTA 2 O momento de inércia é definido na ISO 31/3 1992, número 3-7.
NOTA 3 Para valores de potência intermediários e maiores, o momento de inércia externo deve ser calculado pela seguinte equação, com a qual os valores da Tabela 3 foram obtidos:
J= 0,03 Pn0,9
p2,5
onde:
Jé o momento de inércia externo expresso em quilograma-metro quadrado;
Pn é a potência de saída nominal, expressa em quilowatt;
pé o número de pares de pólos.
8.2.2 Motores de categoria NY
8.2.2.1 Esta categoria inclui os motores semelhantes aos de categoria N, porém previstos para partida estrela-triângulo. Para estes motores na ligação estrela, os valores mínimos do conjugado com rotor bloqueado e do conjugado mínimo de partida são iguais a 25 % dos valores indicados para os motores de categoria N (ver Tabelas 1 ou 5).
8.2.2.2 Os requisitos de partida são os mesmos especificados para os motores de categoria N. Adicionalmente, entretanto, é necessário que o conjugado resistente seja reduzido, pois o conjugado de partida
