10.1 MÁQUINAS DE INDUÇÃO
CONSTRUÇÃO
PARTIDA
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
CARACTERÍSTIACS BÁSICAS
É uma máquina de dupla excitação, na qual uma tensão alternada CA é aplicada a AMBOS os enrolamentos, ao do estator (armadura) e ao do rotor
Essa máquina é denominada máquina de indução porque a tensão no rotor (que produz a corrente no rotor e o campo magnético do rotor) é induzida nos terminais do rotor em vez de ser fornecida por meio de uma conexão física dos fios.
A máquina de indução torna-se um gerador de indução assíncrono quando o rotor é movimentado por uma máquina primária numa velocidade superior à síncrona.
A construção do estator é idêntica a síncrona.
O núcleo do rotor é um cilindro de aço laminado no qual condutores de cobre ou alumínio são fundidos ou enrolados paralelamente (ou aproximadamente paralelos) ao eixo em ranhuras ou orifícios existentes no núcleo.
Existem dois tipos de rotores para essa máquina:
Rotor tipo Gaiola de Esquilo
Rotor Bobinado
No rotor gaiola de esquilo, os condutores do rotor estão curto-circuitados em cada terminal por anéis terminais contínuos; daí o nome de "gaiola de esquilo".
Devido ao seu elevado custo inicial e maior custo de manutenção, os motores de rotor bobinado são usados apenas:
Motor Trifásico com Rotor Bobinado
Em um motor de rotor bobinado, o rotor é construído com um enrolamento polifásico similar ao estator.
Os condutores de cobre são colocados nas diversas ranhuras, usualmente isolados do núcleo de ferro, e são ligados em delta nas máquinas trifásicas ou em estrela nas máquinas de indução polifásicas.
Cada terminal do enrolamento é levado a anéis coletores que são isolados do eixo do rotor. Usualmente um resistor trifásico ou polifásico equilibrado variável é ligado aos anéis coletores através das escovas, como meio de variar a resistência total do rotor por fase.
(2) quando se deseja controle de velocidade;
e (3) quando se introduzem tensões externas ao circuito do rotor.
(1) quando se necessita elevado torque de partida;
Como isso é conseguido: À medida que o motor ganha velocidade, os valores dos resistores podem ser variados e, por fim, retirados para obter o máximo rendimento nas velocidades de operação.
(revisar os efeitos da variação da resistência do rotor)
Isso corrige uma limitação básica dos motores de indução com resistência de motor constante, que é que o projeto do rotor deve ser um meio-termo entre diversos fatores:
Rendimento elevado em condições normais de funcionamento requer uma resistência de rotor baixa. Entretanto, na partida, um valor baixo de resistência resulta em conjugado e FP baixos e uma corrente elevada.
A finalidade do rotor bobinado é permitir que sejam inseridas resistências em série com o enrolamento trifásico do rotor bobinado, controlando a velocidade imprimida.
O rotor bobinado possui uma impedância maior, com isso podemos esperar uma corrente de partida menor para desempenhar o mesmo torque que um motor com rotor gaiola.
A tensão induzida no rotor irá produzir uma corrente através das barras no rotor.
Sempre girando numa velocidade menor que o campo girante, para haver o movimento relativo entre condutor e campo.
Esta diferença entre a velocidade do campo girante e do rotor é chamada velocidade de escorregamento.
Esse fluxo de corrente produz um campo magnético no rotor, e o conjunto do fluxo de corrente e do campo magnético resulta num conjugado induzido no rotor, que faz o rotor sair da inércia e girar.
Na maioria dos casos, esses motores são partidos por partida direta. Ela não precisa ser evitada, se a linha for capaz de prover a tensão nominal e a corrente requeridas pela partida sem haver danos ao motor de indução.
Embora haja algumas exceções entre as várias classificações dos motores de indução tipo gaiola, um motor de indução usualmente requer aproximadamente seis vezes a sua corrente nominal quando arranca com tensão nominal aplicada no estator.
Os motores monofásicos requerem dispositivos auxiliares para a partida, mas os polifásicos são inerentemente motores com partida própria (que tem torque de partida)
No instante da partida, a corrente do rotor (e, portanto, a corrente do estator) é determinada pela impedância do rotor bloqueado Rr+Xbl
Se a tensão de linha do estator for reduzida à metade do seu valor, a corrente de partida seria reduzida também na mesma proporção, e o torque é reduzido a um quarto do seu valor original.
Assim, a redução desejável na corrente de linha do motor foi obtida à custa de uma redução maior ainda e indesejável no torque de partida.
Por outro lado, se não houver carga a redução do torque não é um problema e a redução da corrente é vantajosa.