Para gerar ar comprimido, um motor elétrico de compressor de ar usa energia para produzir energia. O tipo mais comum é o motor de indução trifásico do tipo gaiola de esquilo, usado em todos os tipos de indústrias. Ele é silencioso e confiável e, portanto, faz parte da maioria dos sistemas, incluindo compressores.
Um motor elétrico de compressor de ar consiste em duas partes principais, o estator que é a parte estacionária e o rotor que é a parte rotativa. O estator, conectado à rede elétrica trifásica, produz um campo magnético rotativo. A energia é convertida em movimento, ou seja, em energia mecânica com o rotor.
A corrente nos enrolamentos do estator dá origem a um campo de força magnético rotativo, que induz correntes no rotor. Isso também resulta em um campo magnético. A interação entre os campos magnéticos do estator e do rotor cria um torque de giro, fazendo o eixo do rotor girar.
Se o eixo do motor de indução girasse à mesma velocidade que o campo magnético, a corrente induzida no rotor seria zero. No entanto, devido a várias perdas, por exemplo, nos rolamentos, isso é impossível. Portanto, a velocidade é sempre de aprox. 1-5% abaixo da velocidade síncrona do campo magnético (chamado "escorregamento"). (Motores de ímã permanente não produzem nenhum escorregamento.)
A conversão de energia em um motor não ocorre sem perdas. Essas perdas são o resultado, entre outras coisas, de perdas resistivas, perdas de ventilação, perdas por magnetização e perdas por atrito.
O material de isolamento nos enrolamentos do motor é dividido em classes de isolamento em conformidade com os padrões da Comissão de Eletrotécnica Internacional (IEC) 60085. Uma letra correspondente à temperatura, que é o limite superior da área de aplicação do isolamento, designa cada classe. Se o limite superior exceder 10 °C durante um período de tempo, a vida útil do isolamento é reduzida quase pela metade.
Classe de isolamento |
B |
F |
H |
Temperatura máxima do enrolamento °C |
130 |
155 |
180 |
Temperatura ambiente °C |
40 |
40 |
40 |
Aumento de temperatura °C |
80 |
105 |
125 |
Margem térmica °C |
10 |
10 |
15 |
As classes de proteção, de acordo com a norma IEC 60034-5, especificam como o motor é protegido contra contato e água. Eles são indicados com as letras IP e dois dígitos. O primeiro dígito indica a proteção contra contato e penetração por um objeto sólido. O segundo dígito indica a proteção contra a água. Veja abaixo o que cada classe representa.
IP 23: (2) proteção contra objetos com mais de 12 mm. (3) proteção contra jatos diretos de água até 60° da vertical.
IP 54: (5) proteção contra poeira. (4) proteção contra água pulverizada de todas as direções.
IP 55: (5) proteção contra poeira. (5) proteção contra jatos de água de baixa pressão de todas as direções.
Os métodos de resfriamento de acordo com a norma IEC 60034-6 especificam os métodos de resfriamento para o motor é resfriado. A designação é feita pelas letras IC seguidas por uma série de dígitos que representam o tipo de resfriamento (não ventilado, autoventilado, resfriamento forçado) e o modo de resfriamento da operação (resfriamento interno, resfriamento de superfície, resfriamento de circuito fechado, resfriamento líquido etc.).
O método de instalação, representado pelas letras IM e quatro dígitos, indica como o motor é instalado de acordo com a norma IEC 60034-7. Veja abaixo dois exemplos do que isso significa.
IM 1001: dois rolamentos, um eixo com extremidade de mancal livre e um corpo de estator com pés.
IM 3001: dois rolamentos, um eixo com extremidade de mancal livre, um corpo de estator sem pés e um grande flange com furos de fixação chatos.
Um motor elétrico trifásico pode ser conectado de duas maneiras: estrela (Y) ou delta (Δ). As fases de enrolamento em um motor trifásico são marcadas como U, V e W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). As normas nos Estados Unidos referem-se a T1, T2, T3, T4, T5, T6. Com a conexão em estrela (Y), as "extremidades" das fases dos enrolamentos do motor são unidas, formando um ponto zero. Visualmente, parece uma estrela (Y).
Uma tensão de fase (tensão de fase = tensão principal/√3; por exemplo, 400V = 690/√3) ficará nos enrolamentos. A corrente Ih em direção ao ponto zero se torna uma corrente de fase e, consequentemente, uma corrente de fase fluirá se = Ih através dos enrolamentos. Com a conexão delta (Δ), as pontas de início e as pontas de término são unidas entre as diferentes fases, formando um delta (Δ). Como resultado, há uma tensão principal nos enrolamentos.
A corrente Ih no motor é a corrente principal. Isso se divide entre os enrolamentos para dar uma corrente de fase, Ih/√3 = If. O mesmo motor pode ser conectado como uma conexão estrela de 690 V ou conexão delta de 400 V. Nos dois casos, a tensão nos enrolamentos é de 400 V.
A corrente para o motor será menor em uma conexão em estrela de 690 V do que em uma conexão delta de 400 V. A relação entre os níveis atuais é √3. Com isso, a placa do motor pode indicar 690/400 V (como exemplo). A conexão estrela é para a tensão mais alta. Como está implícito, a conexão delta é para a mais baixa. A corrente, também indicada na placa, mostra o valor mais baixo para o motor conectado em estrela e o mais alto para o motor conectado por delta.
O torque de giro de um motor elétrico é uma expressão da capacidade de giro do rotor. Cada motor tem um torque máximo. Uma carga acima deste torque significa que o motor não tem a capacidade de girar. Com uma carga normal, o motor funciona significativamente abaixo de seu torque máximo; no entanto, a sequência de partida envolverá uma carga adicional. As características do motor são geralmente apresentadas em uma curva de torque.
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