Generalidades sobre Motores de Indução Trifásicos
80% a 85% dos motores em serviço no mundo são MOTORES DE INDUÇÃO [1]
Principais Grandezas Nominais
- Potência:Pn (W) - é a potência fornecida em regime nominal
- Tensão Nominal:Un (V) - no caso trifásico, é uma tensão composta
- Corrente Nominal:In (A)
- Factor de Potência Nominal:cos (φn)
- Velocidade Nominal:n (rot/min)
Princípio de Funcionamento do Motor de Indução Trifásico
1 - Quando alimentado com um sistema trifásico simétrico de tensões, o enrolamento do estator (que é percorrido por um sistema trifásico simétrico de correntes), cria um campo magnético girante na máquina que roda a uma velocidade:
ns=f/p × 60 (rot/min)
2 - Este campo actua sobre o enrolamento rotórico (e também sobre o estatórico), induzindo nele f.e.m. que, visto o enrolamento se encontrar fechado, origina a circulação de corrente rotórica.
3 - Pela lei de Lenz, o rotor, sendo móvel em torno do seu eixo de rotação (veio), tenderá a rodar no mesmo sentido e à mesma velocidade do campo girante estatórico, de forma a anular a causa do aparecimento dessas correntes.
4 - Apesar disso, devido a perdas mecânicas (binário resistente) e outras no motor (n), a velocidade de rotação atingida será sempre menor (ainda que próxima) da velocidade de sincronismo. Isto é, o rotor desloca-se com um certo DESLIZAMENTO em relação ao campo girante estatórico:
s=(ns-n)/ns &rarr DESLIZAMENTO (ou escorregamento)
Decorre do dito que o motor desenvolve um BINÁRIO MOTOR a todas as velocidades de rotação excepto à velocidade de sincronismo.
5 - Nesta situação (n=ns), porque os condutores rotóricos rodam à mesma velocidade que o campo magnético girante estatórico (em sincronismo com este), não haverá lugar à indução de força electromotriz nem de correntes no rotor. Por isso, para n=ns, o binário produzido pelo motor é nulo.
6 - Quando o rotor roda fora do sincronismo (n < ou > ns) as correntes rotóricas (que constituem um sistema trifásico de correntes rotóricas, actuando num enrolamento trifásico) vão criar, também, um campo magnético girante (rotórico).
7 - Essas correntes rotóricas (bem como as forças electromotrizes que estão na sua origem) têm uma frequência:
fr=s × f &rarr Frequência das correntes rotóricas
8 - O campo magnético girante rotórico roda sempre em sincronismo com o campo girante estatórico ainda que atrasado relativamente a ele e de um certo ângulo (ângulo de binário). Isto porque os números de pares de pólos do rotor e do estator são iguais.
De facto:
n + nsr=n + fr/p
=n + s × f/p
=n + s × ns
=(1-s) × ns + s × ns
=ns
Os dois campos magnéticos rodam à mesma velocidade, a qual é ns!!
9 - O binário produzido depende das forças magneto-motrizes estatórica e rotórica e do ângulo que formam entre si (ângulo de binário):
T = k × Fe × Fr × sin β
10 - A composição dos dois campos (estatórico e rotórico) origina um campo resultante (CAMPO MAGNÉTICO RSULTANTE da máquina) que também é girante e roda a ns.
11 - É este campo resultante que, em última análise, persiste na máquina e é responsável pela indução da força electromotriz rotórica e também, estatórica.
Análise Energética - Trânsito de Potência
Pab=pj1+pfe1+pj2+pfe2+pmec+Pu
√3UIcosφ=3×R1×I1²+pfe1+3×R2×I2²+pfe2+pmec+Pu
Em regime normal de funcionamento pfe2 (perdas no ferro do rotor), são muito baixas, em comparação com pfe1 (perdas no ferro do estator) uma vez que é baixa a frequência rotórica.
Por isso, podem-se englobar ambas perdas na parcela: pfe=pfe1+pfe2
Em que:
Pab - Potência Absorvida
P2 - Potência Transferida Para o Rotor
Pmec - Potência Mecânica Desenvolvida (inclui perdas mecânicas)
Pu - Potência Útil (também tem natureza mecânica)
[1] - Acetatos "Máquinas de Indução Trifásicas" do Professor Artur Costa
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