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 na mesma velocidade que o campo magnético, a corrente induzida no rotor seria zero. No entanto, devido às várias perdas que ocorrem, por exemplo, nos rolamentos, isso é impossível. Portanto, a velocidade é sempre de 1 a 5% abaixo da velocidade síncrona do campo magnético (chamada "deslizamento"). (Os motores de ímã permanente não produzem nenhum deslizamento.)
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 do enrolamento em um motor trifásico são marcadas com U, V e W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Padrões nos Estados Unidos fazem referência a T1, T2, T3, T4, T5, T6. Com a conexão em estrela (Y), as "pontas de término" das fases do enrolamento do motor ficam unidas formando um ponto zero. Visualmente, se parece com 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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