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Motor elétrico

Compressed Air Wiki Basic Theory Electricity

Para transformar ar em ar comprimido, você precisa de energia. Essa energia vem na forma de eletricidade, gerada por um motor elétrico. O motor elétrico mais comum é o motor de indução trifásico tipo gaiola. Este tipo de motor é usado em todos os tipos de indústrias. Ele é silencioso e confiável e, portanto, faz parte da maioria dos sistemas, incluindo compressores.

Quais são as principais partes de um motor elétrico?

motor elétrico

O motor elétrico consiste em duas partes principais, o estator que é a parte estacionária e o rotor que é a parte rotativa. O estator produz um campo magnético rotativo e o rotor converte esta energia em movimento, ou seja, em energia mecânica. O estator é conectado à rede elétrica trifásica. A corrente nos enrolamentos do estator dá origem a um campo de força magnético rotativo, que induz correntes no rotor e dá origem também a um campo magnético. A interação entre os campos magnéticos do estator e do rotor cria um torque de giro que, por sua vez, faz o eixo do rotor girar.

Velocidade de rotação

fórmula para velocidade de rotação síncrona em rotações/min, frequência de alimentação do motor e número de polos por fase

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 e 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.)

Eficiência

fórmula para eficiência na conversão de energia, potência declarada e potência do eixo em W, potência elétrica aplicada em Watt

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.

Classe de isolamento

O material de isolamento nos enrolamentos do motor é dividido em classes de isolamento em conformidade com a norma IEC 60085, um padrão publicado pela Comissão de Eletrotécnica Internacional. Uma letra correspondente à temperatura, que é o limite superior da área de aplicação do isolamento, designa cada classe. Se o limite superior for excedido em 10 °C durante um período prolongado de tempo, a vida útil do isolamento diminui aproximadamente 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

Classes de proteção

As classes de proteção, de acordo com a norma IEC 60034-5, especificam como o motor é protegido contra contato e água. Essas classes são indicadas 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 água.

Por exemplo, IP23 representa: (2) proteção contra objetos sólidos maiores que 12 mm, (3) proteção contra água borrifada diretamente até 60° da vertical. IP 54: (5) proteção contra poeira, (4) proteção contra água borrifada de todas as direções. IP 55: (5) proteção contra poeira, (5) proteção contra jatos de água de baixa pressão de todas as direções.

Métodos de resfriamento

Os métodos de resfriamento de acordo com a norma IEC 60034-6 especificam como 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.).

Método de instalação

método de instalação

O método de instalação indica, de acordo com a norma IEC 60034-7, como o motor deve ser instalado. A designação é feita pelas letras IM e quatro dígitos. Por exemplo, IM 1001 representa: 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.

O método de instalação indica, de acordo com a norma IEC 60034-7, como o motor deve ser instalado. A designação é feita pelas letras IM e quatro dígitos. Por exemplo, IM 1001 representa: 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.

O que são as conexões estrela e delta?

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 são unidas para formar um ponto zero, que 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 irá fluir If = 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, haverá uma tensão principal nos enrolamentos. A corrente Ih no motor é a corrente principal e será dividida entre os enrolamentos para dar uma corrente de fase Ih/√3 = If.
 
O mesmo motor pode ser conectado como uma conexão em estrela de 690 V ou como uma conexão delta de 400 V. Nos dois casos, a tensão nos enrolamentos será 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. A placa do motor pode, por exemplo, indicar 690/400 V. Isso significa que a conexão em estrela é destinada para a tensão mais alta e a conexão delta para a mais baixa. A corrente, que também pode ser indicada na placa, mostra o valor mais baixo para o motor conectado em estrela e o mais alto para o motor conectado em delta.

O que é torque?

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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