Motores elétricos

DT-6 DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão INTRODUÇÃO 1. HISTÓRICO DA MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE 1.1. EVOLUÇÃO DO MOTOR ELÉTRICO 2.NOÇÕES FUNDAMENTAIS 2.1. MOTORES ELÉTRICOS 2.2. SISTEMA DE CORRENTE ALTERNADA TRIFÁSICA 2.2.1. Ligações no Sistema Trifásico 2.3. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO 2.4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 2.4.1. Campo Girante 2.4.2. Velocidade Síncrona 2.4.3. Escorregamento 2.4.4. Conjugado e Potência 2.4.4.1. Relação entre conjugado e potência 2.4.5. Rendimento 2.4.6. Fator de Potência 2.4.7. Corrente Nominal (A) 2.4.8. Energia e Potência Elétrica 2.4.8.1. Circuitos de corrente alternada 2.4.8.2. Potências aparente, ativa e reativa 2.4.8.3. Triângulo de potências (carga indutiva) 2.5. DEFINIÇÕES 2.5.1. Freqüência 2.5.2. Tensão Máxima (VMáx) 2.5.3. Corrente Máxima (IMáx) 2.5.4. Valor Eficaz de Tensão e Corrente (Vef e Ief) 2.5.5. Defasagem (φ) 3. CARACTERÍSTICAS DA REDE DE ALIMENTAÇÃO 3.1. TENSÃO NOMINAL 3.2. FREQÜÊNCIA NOMINAL 3.2.1. Ligação em Freqüências Diferentes 3.3. TOLERÂNCIA NA VARIAÇÃO DE TENSÃO E FREQÜÊNCIA 4. MOTORES DE ALTA TENSÃO WEG 4.1. NORMAS APLICÁVEIS 4.2. ORIENTAÇÃO PARA SELEÇÃO DE MOTORES 4.2.1. Linha Master "M" 4.2.2. Linha High Performance "H" 4.2.3. Linha AGA 5. CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE 5.1. ALTITUDE 5.2. TEMPERATURA AMBIENTE 5 6 7 9 9 9 9 1 12 12 13 14 14 15 15 15 15 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 20 20 21 21 2 23 24 24 24 3.1.1. Tensão da Rede de Alimentação em Função da Potência do Motor18 TEMPERATURA E ALTITUDE 5.4. ATMOSFERA AMBIENTE 5.4.1. Ambientes Agressivos 5.4.2. Ambientes Contendo Poeiras ou fibras 5.4.4. Ambientes Perigosos 5.4.4.1. Áreas de risco 5.4.4.2. Atmosfera Explosiva 5.4.4.3. Classificação das áreas de risco 5.4.4.4. Classes de temperatura 5.4.4.5. Equipamentos para Áreas de Risco 5.5. GRAUS DE PROTEÇÃO 24 25 25 25 25 25 25 25 26 27 5.4.3. Locais em que a Ventilação do Motor é Prejudicada25 5.3. DETERMINAÇÃO DA POTÊNCIA ÚTIL DO MOTOR NAS DIVERSAS COMBINAÇÕES DE ..........................................................................................................2 8 5.5.1. Código de Identificação 5.5.2. Tipos Usuais de Proteção 6. CARACTERÍSTICAS EM REGIME 6.1. ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA - CLASSE DE ISOLAMENTO 6.1.1. Aquecimento no Enrolamento 6.1.2. Vida Útil do Motor de Indução 6.1.3. Classes de Isolamento 6.1.4. Medida da Elevação de Temperatura do Enrolamento 6.1.5. Aplicação a Motores Elétricos 6.2. REGIME DE SERVIÇO 6.2.1. Regimes Padronizados 6.2.2. Designação do Regime Tipo 6.2.3. Potência Nominal 6.2.4. Potência Equivalente 6.3. FATOR DE SERVIÇO (FS) 6.4. VELOCIDADE NOMINAL 6.5. CORRENTE NOMINAL (A) 6.6. RENDIMENTO 6.6.1. Importância do Rendimento 6.7. FATOR DE POTÊNCIA 6.7.1. Importância do Fator de Potência 6.7.2. Correção do Fator de Potência 7. REFRIGERAÇÃO 7.1. SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO 7.1.1. Ventilação Axial 7.1.2. Ventilação Mista - Carcaças 355 a 500 na Linha Master (Canais Axiais e Radiais) 8. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 8.1. CARCAÇAS 8.2. TROCADOR DE CALOR 8.3. ESTATOR 28 29 30 30 30 31 31 3 3 3 3 36 37 37 38 38 38 38 38 39 39 39 40 40 40 40 45 45 47 48 7.1.3. Ventilação Bilateral Simétrica - Carcaças 560 a 1000 - Linha Master (Canais Radiais)42 8.4. BOBINAGEM 8.5. ROTOR 8.5.1. Rotor de Gaiola 8.5.2. Rotor Bobinado (ou de Anéis) 8.6. CAIXA DE LIGAÇÃO 8.6.1. Caixa de Ligação de Força 8.6.2. Caixa de Ligação de Acessórios 8.6.3. Caixa de Ligação do Rotor, Linha "M" com rotor de anéis 8.7. EIXO 8.8. VENTILADOR 8.9. PLACA DE IDENTIFICAÇÃO 8.10. PINTURA 8.10.1. PLANO DE PINTURA WEG MÁQUINAS 212P 8.10.2. PLANO DE PINTURA WEG MÁQUINAS 212E 8.1. TERMINAIS DE ATERRAMENTO 8.12. FORMAS CONSTRUTIVAS NORMALIZADAS 8.13. MANCAIS 8.13.1. Mancal de Rolamento: 8.13.2. Dimensionamento do mancal e Eixo para Acoplamento por Polias e Correias 8.13.3. Mancal de Bucha 8.14. LIMITES DE RUÍDOS 8.15. VIBRAÇÃO 8.15.1. Pontos de Medição 8.16. BALANCEAMENTO DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 9. CARACTERÍSTICAS DE PARTIDA.............................................................................................. 64 9.1. LIMITAÇÃO DA CORRENTE DE PARTIDA 9.1.1. Chave Estrela-Triângulo 9.1.2. Chave Compensadora (Auto-Transformador) 9.1.3. Partida Estática ou Soft-Starter 9.1.4. Partida com Inversor de Freqüência 9.1.5. Partida com Reostato para Motores de Anéis 9.2. COMPARAÇÃO ENTRE OS PRINCIPAIS MÉTODOS DE PARTIDA 10. CARACTERÍSTICAS DE ACELERAÇÃO 10.1. POTÊNCIA NOMINAL 10.2. CONJUGADO RESISTENTE DA CARGA 10.3. INÉRCIA DA CARGA 10.4. CONJUGADO MÉDIO DA CARGA 10.5. CONJUGADO E ROTAÇÃO DO MOTOR 10.6. CATEGORIAS - VALORES MÍNIMOS NORMALIZADOS 10.7. TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO (trb) 10.8. CONJUGADO MOTOR MÉDIO (CMmed) 10.9. TEMPO DE ACELERAÇÃO 10.10. POTÊNCIA DINÂMICA OU DE ACELERAÇÃO 10.1. REGIME DE PARTIDA 48 50 50 51 53 53 54 5 5 56 56 56 57 57 58 58 58 58 59 60 62 63 63 63 64 64 64 65 65 69 70 71 71 71 73 73 74 75 75 76 76 7 7 .2.1. Generalidades 14. EXEMPLOS DE RANHURAS Alumínio94 Alumínio95 DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 14..2.. Ranhura do Estator para Bobinas de Alta Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de 14. TIPOS DE ENSAIOS 13.1. Termistores (PTC e NTC) 12..3.1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 14.2..4.........3.. os tipos de motores e o dimensionamento destes em 79 79 79 80 82 82 82 82 82 83 83 83 84 84 86 86 86 86 86 86 8 8 89 90 91 92 92 92 93 94 ..2. Ranhura do Estator para Bobinas de Alta Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de Alumínio ...2..2. Ensaios Especiais 13..2...2..... Proteção Contra Curtos-Circuitos 12... Proteção Contra Surtos de Tensão ... Valores Máximos Normalizados 10.1.3..12... LABORATÓRIO DE ENSAIOS 13....3.. Termoresistores 12.....3..... RELATÓRIOS DE ENSAIO 13.... PROTEÇÃO DO ESTATOR 12.1 Relatório de Vibração 13.3.1.3......1..2... PROTEÇÃO E ACESSÓRIOS DE MOTORES ELÉTRICOS 12.1.2. 96 DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Este curso tem por objetivo permitir aos profissionais conhecer e saber o que é necessário para especificar um motor de corrente alternada (CA) de indução de alta tensão. Ensaio de Rotina 13.1. ENSAIOS 13..1... Ensaio de Tipo 13.1. SELEÇÃO E APLICAÇÃO DOS MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS DE ALTA TENSÃO 12. Termostatos 13..1..2...12...1......12... ANEXOS 14.....1.9 10.1. CONVERSÃO DE UNIDADES 14.3.2........ Termômetro 12.1.. os tipos de acionamentos.... Relatório de Ruído 14..... compreender o funcionamento...1.2..2.2..2. Relatório de Tipo 13.. CORRENTE DE ROTOR BLOQUEADO 10.. Proteção Diferencial 12....... Indicação da Corrente ou Letra Código 1...2.Supressão de Transientes 12....1..... Ranhura do Estator para Bobinas de Baixa Tensão Rotor com Ranhuras para Injeção de 14. Relatório de Rotina 13.... PROTEÇÃO TÉRMICA PARA MOTORES DE ALTA TENSÃO 12..1....1...... como pêlos. penas. como o ano de nascimento da máquina elétrica. Mas as experiências com o magnetismo e a eletricidade não cessaram. desde que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.. paralelamente à sua profissão.baseando-se na descoberta de Oersted constatou.função dos tipos de carga. que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor elétrico transformava-se em imã quando se aplicava uma corrente elétrica. Entretanto. Somente em 1866 Siemens construiu um gerador sem a utilização de imã permanente. em 1825. estudava eletricidade nas horas de folga . Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Para dar uma rotação completa. em Londres. o cientista italiano S. em termos práticos. e aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta. Pixii ao construir um gerador com um imã em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. etc.que. foi o último estágio de um processo de estudos. a firma Siemens & Halske apresentou. Ritchie inventou o comutador. verificou ao acaso. Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou. HISTÓRICO DA MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE O ano de 1866 pode ser considerado. O físico dinamarquês Hans Christian Oersted. Estava inventando o eletroímã. construindo um pequeno motor elétrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um imã permanente. O fenômeno da eletricidade estática já havia sido observado pelo grego Tales. aplicações. a obra intitulada "De Magnete". A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663.C. Podia também operar como motor. que seria de fundamental importância na construção de máquinas elétricas girantes. em 1838. devese mencionar que esta máquina elétrica. Grande sucesso obteve o motor elétrico desenvolvido pelo arquiteto e professor de física Moritz Hermann Von Jacobi que. na feira industrial de . ele verificou que ao atritar uma peça de âmbar com pano esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves. provando que a tensão necessária para o magnetismo podia ser retirada do próprio enrolamento do rotor. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima relação entre magnetismo e eletricidade. A máquina de Siemens não funcionava somente como gerador de eletricidade. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador. Já no ano de 1833 o inglês W. pois foi nesta data que o cientista alemão Werner Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. ao fazer experiências com correntes elétricas. pesquisas e invenções de muitos outros cientistas. cinzas. O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. que a máquina podia auto-excitar-se. tipos de ensaios. dando assim o primeiro passo em direção ao desenvolvimento do motor elétrico. normas e outros. descrevendo a força de atração magnética. aplicou-o a uma lancha. que revolucionou o mundo em poucos anos. Em 1879. instalação. regime de serviço. a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta através do comutador. O sapateiro inglês William Sturgeon . pelo alemão Otto Guericke. Em 1832. durante quase três séculos. observando também que a força do imã cessava tão logo a corrente fosse interrompida. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico parisiense H. em 641 A. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 1. Serão abordadas as características construtivas. isto é. que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica. em 1820. podemos verificar que o motor atual tem apenas 8% do peso do seu antecessor em 1891. pode-se constatar que houve uma redução de peso e. a infinidade de motores . a primeira fabricação em série de motores assíncronos. obter um rendimento de 50% em relação à potência consumida. o engenheiro eletricista Galileu Ferraris construiu um motor de corrente alternada de duas fases.5kW. em 1891. cujas vantagens já eram conhecidas desde 1881. redução do tamanho construtivo do motor (para uma mesma potência) de aproximadamente 20% a cada década. Atualmente os motores elétricos estão presentes em praticamente todas as instalações industriais. persistindo na pesquisa do DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão motor de corrente alternada entrou. 1. silencioso. menor manutenção e alta segurança em operação.1EVOLUÇÃO DO MOTOR ELÉTRICO O desenvolvimento de condutores esmaltados. à roda d'água e à força animal. Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia destacam-se o iugoslavo Nicola Tesla. que. além de se comprometer ao pagamento de um dólar para cada HP que viesse a produzir no futuro. em diferentes épocas. Foi o engenheiro eletricista Dobrowolsky. dos papéis ou filmes isolantes sintéticos. apesar de ter inventado o motor de campo girante.Berlim. As vantagens do motor com rotor de gaiola em relação ao de corrente contínua eram marcantes: construção mais simples. comerciais e residenciais.. Observando-se o peso de um motor de mesma potência no decorrer do tempo. das ligas de alumínio e dos materiais plásticos contribuíram notoriamente para a redução da relação peso x potência dos motores elétricos como mostra a figura 1. nas quais a redução foi menos acentuada. A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação à máquina a vapor. em 1887. O motor apresentado tinha uma potência de 80 watts. E Tesla apresentou. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente contínua. Esta evolução tecnológica é caracterizada principalmente. os quais suportam temperaturas mais elevadas. Exemplos são os minúsculos motores que acionam os discos rígidos dos computadores. para assim adaptar a relação entre potências e carcaças aos tamanhos alcançados através do desenvolvimento tecnológico. mais robusto e de menor custo de manutenção. Dobrowolsky desenvolveu. um rendimento aproximado de 80% em relação à potência consumida e um excelente conjugado de partida. um pequeno protótipo de motor de indução bifásico com rotor em curto-circuito. Também este motor apresentou rendimento insatisfatório. mas impressionou de tal modo a firma norte-americana Westinghouse. das chapas magnéticas. Confrontandose os dados de catálogos de diferentes fabricantes. a primeira locomotiva elétrica.4 a 7. com uma potência de 2kW. Isto mostra a necessidade de revisão periódica das normas. da firma AEG. mas também se cogitou de sistemas de corrente alternada.1. excetuando as duas últimas. em 1889. Entretanto. de Berlim. no máximo. pelo desenvolvimento de novos materiais isolantes. nas potências de 0. o italiano Galileu Ferraris e o russo Michael von Dolivo Dobrowolsky. conseqüentemente. O baixo rendimento deste motor inviabilizou economicamente sua produção e três anos mais tarde as pesquisas foram abandonadas. Em 1885. concluiu erroneamente que motores construídos segundo este princípio poderiam. Ferraris. que esta lhe pagou um milhão de dólares pelo privilégio da patente. o alto custo de fabricação e sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na de tal modo que muitos cientistas dirigiram suas atenções para o desenvolvimento de um motor elétrico mais barato. com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. a escolha adequada dos mesmos e alguns cuidados especiais no seu uso podem economizar muita energia. Se por um lado é inevitável o consumo de energia elétrica para a utilização dos motores. compressores.2.). por outro lado. .Relação . simetria. . freqüência. obtendo-se desta forma uma gama elevada de equipamentos desta natureza. agressividade. a indústria. etc. Figura 1. • Características do ambiente: (altitude.). como mostra a figura 1. conjugados requeridos. tensão. necessitando de motores para acionamento das mais variadas cargas e exige dos fabricantes a adequação a esta realidade.que acionam nossos eletrodomésticos e os gigantes motores que movimentam bombas. estima-se que de 70 a 80% da energia elétrica consumida pelo conjunto de todas as indústrias seja transformada em energia mecânica através dos motores elétricos. etc. cerca de 15% da energia elétrica industrial transforma-se em perdas nos motores. configuração física. etc). extrusoras e outras infinidades de aplicações. esforços mecânicos. O processo de especificação de um motor elétrico corresponde à escolha de um motor industrialmente disponível que possa atender a pelo menos três requisitos do consumidor: • Característica da rede de alimen tação: (tipo. • Características da carga acionada (potência. Atualmente. No campo de acionamentos industriais. rotação. equilíbrio. ventiladores. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Todos têm algo em comum. temperatura. que é o objeto deste curso. Isto significa que.1. moinhos.Peso/Potência (motor trifásico de 4kW e 02 pólos). precisam de energia elétrica para produzir trabalho. admitindo-se um rendimento médio da ordem de 80% do universo de motores em aplicações industriais.Evolução do motor trifásico AEG . ..Características do Ambiente. Construção simples e custo reduzido..Aplicabilidade de motores elétricos. sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas. • Engenharia de Manutenção.Características da rede de Alimentação. Vantagens: Limpeza e simplicidade de comando.Universo tecnológico em motores elétricos . encontradas na prática. . devido a sua SIMPLICIDADE e ROBUSTEZ é um motor muito utilizado. • Engenharia de Processos.2. por exemplo: • Engenharia de Instalações. mas também visa otimizar a escolha sob a ótica da economia e da confiabilidade.Características construtivas de cada motor. . Figura 1. NOÇÕES FUNDAMENTAIS Motor elétrico é a máquina destinada a transformar energia elétrica em energia mecânica. A dificuldade está em que cada um dos requisitos anteriores são do conhecimento específico de profissionais de diferentes áreas.1MOTORES ELÉTRICOS 2. Grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos. O espaço a ser preenchido entre o fabricante e o consumidor é a perfeita interligação entre estas áreas de modo que determinada aplicação seja coroada de êxito. Esta nova área é denominada de Engenharia de Aplicações... O motor de indução trifásico opera normalmente com uma velocidade constante que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo.O processo não envolve somente a coleta de informações para a definição das características construtivas e de desempenho do motor. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 2... A tensão entre dois quaisquer destes três fios chama-se "tensão de linha" (VL). O enrolamento deste tipo de motor é constituído por três conjuntos de bobinas dispostas simetricamente no espaço. . ALTERNADA TRIFÁSICA O sistema trifásico é formado pela associação de três sistemas monofásicos de tensões V1. 2. ou corrente de linha IL. VL=Vf. Figura 2..2. como indica a figura 2.3 (c).3 (b).. formando entre si também um ângulo de 120°.2. ou seja. V1=V2=V3 o número de espiras de cada bobina também deverá ser igual. Como as correntes estão Defasadas entre si.2. V2 e V3 tais que a defasagem entre elas seja de 120° (Fig. V e W. podemos eliminar três fios. IL=If1+If3.2).2SISTEMA DE CORENTE Figura 2. ou seja. e o sistema trifásico ficará reduzido a três fios U. é a soma das correntes das duas fases ligadas a este fio. Para que o sistema seja equilibrado.. que é a própria tensão do sistema monofásico correspondente. deixando apenas um em cada ponto de ligação. que é a tensão nominal do sistema trifásico. a soma deverá ser feita graficamente como mostra a figura 2. A ligação dos três sistemas monofásicos para se obter o sistema trifásico é feita usualmente de duas maneiras. Se ligarmos os três sistemas monofásicos entre si. indicados por Vf e If.Sistema trifásico. 2) A corrente em cada fio de linha.2. vê-se que: 1) A cada carga é aplicada a tensão de linha VL.1. Pode-se mostrar que: IL = If DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão .3 (a).Motor elétrico de indução trifásico. Ligações no Sistema Trifásico a) Ligação Triângulo: Chamamos "tensões/correntes de fase" as tensões e correntes de cada um dos três sistemas monofásicos considerados. representadas nos esquemas seguir. . isto é.1. A corrente em qualquer um dos fios chama-se "corrente de linha" Examinando o esquema da figura 2. .87A.4.Ligação estrela.577 . 2) A tensão entre dois fios quaisquer do sistema trifásico é a soma gráfica figura 2. tratadas termicamente e/ou com a superfície isolada para reduzir ao mínimo as perdas no ferro. VL=Vf3 . qual a tensão e a corrente em cada uma das cargas? Temos Vf = VL = 4160V em cada uma das cargas. A corrente de linha (IL) medida é 50A. 2. 50 = 28. Se IL = I1 =3.4 (c) das tensões das duas fases as quais estão ligados os fios considerados. ou tensão nominal do sistema trifásico. Examinando o esquema da figura 2. Às vezes. é a mesma corrente da fase à qual o fio está ligado. então If = 0. ou seja. .87 A em cada uma das cargas. ou seja. b) Ligação Estrela: Ligando um dos fios de cada sistema monofásico a um ponto comum aos três.5a) é composto fundamentalmente de duas partes: estator e rotor. I1 = 0.87A) e qual a corrente de linha (I1)? Temos Vf = 2400V (nominal de cada carga) Figura 2. Ligando a este sistema uma carga trifásica composta de três cargas iguais ligadas em triângulo.4 (b) vê-se que: 1) A corrente em cada fio da linha. O quarto fio é ligado ao ponto comum as três fases. Estator: Carcaça (1): É a estrutura suporte do conjunto. cada carga é feita para ser ligada a uma tensão de 2400V.Figura 2. .3MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão O motor de indução trifásico (figura 2. Núcleo de chapas (2): As chapas são de aço magnético (geralmente em aço-silício).577 . o sistema trifásico em estrela é "a quatro fios" ou "com neutro acessível". Exemplo: Temos uma carga trifásica composta de três cargas iguais. os três fios restantes formam um sistema trifásico em estrela. ou corrente de linha (I1 ou IL). Exemplo: Temos um sistema trifásico equilibrado de tensão nominal 4160V. absorvendo 28. e a corrente de linha são definidos do mesmo modo que na ligação triângulo. IL=If. If .Ligação triângulo. como mostra a figura 2.4 (a). de constituição robusta em ferro fundido ou aço soldado. . Qual a tensão nominal do sistema trifásico que alimenta esta carga em suas condições normais (2400V e 28. resistente à corrosão (neste caso com aletas). A tensão de linha.3. principais componentes. principais componentes. Caixa de ligação de força (9). Campo Girante . Tampa defletora ou proteção do ventilador (6). Outras partes do motor de indução trifásico: Tampas do mancal (4). Figura 2. Ventilador interno e externo (5). Rotor: Eixo (7): Em aço. latão ou de alumínio injetado. formando um sistema trifásico ligado à rede trifásica de alimentação.Enrolamento trifásico (8): Três conjuntos iguais de bobinas.Motor indução trifásico. 2. Figura 2.5a . É tratado termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga.Motor indução trifásico.5b . Núcleo de chapas (3): As chapas possuem as mesmas características das chapas do estator. Gaiola ou enrolamento do rotor (12): É composta de barras e anéis de curto-circuito no motor tipo gaiola e de bobinas em motor tipo de anéis.4PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 2..1. Rolamento (1).4. Placa de bornes com isolador e pino de ligação (10). Pode ser de cobre eletrolítico. transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. uma para cada fase. caixa de ligação. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Repetindo a construção para os pontos 2. como são proporcionais às respectivas correntes. Desenvolvese então. o campo resultante (soma gráfica) é mostrado na parte inferior da figura 2. Além disso.Campo magnético resultante.2 mostra que o campo H1 é máximo e que os campos H2 e H3 são negativos e de mesmo valor. Na figura 2. criado pelo enrolamento trifásico do estator. observa-se que o campos resultante H tem intensidade "constante". o campo H também é. Figura 2. um pólo "norte" e um pólo "sul". O campo total H resultante.8.6 é indicado um "enrolamento monofásico" atravessado por uma corrente I. sempre na "mesma" direção norte-sul. Como campos opostos se atraem e como o campo do estator (campo girante) é rotativo. Se a corrente I é alternada. e o campo H.7. Assim.8 (1).8 (parte superior).6Figura 2. sua intensidade ”varia" proporcionalmente à corrente. completando uma volta no fim de um ciclo.7. como se houvesse um único par de pólos girantes. também de 120º entre si e podem ser representados por um gráfico igual ao da figura 2. Os três campos representados na figura 2. do mesmo modo. um conjugado . o enrolamento é constituído de um par de pólos. 4. O fluxo magnético atravessa o rotor entre os dois pólos e se fecha através do núcleo do estator. quando um enrolamento trifásico é alimentado por correntes trifásicas. H2 e H3. No instante (1). 3.Quando uma bobina é percorrida por uma corrente elétrica. H2 e H3 naquele instante. induz tensões nas barras do rotor (linhas de fluxo cortam as barras do rotor) as quais geram correntes. inclusive invertendo o sentido em cada meio ciclo. e o seu valor a cada instante será representado pelo mesmo gráfico da figura 2. é criado um campo magnético dirigido conforme o eixo da bobina e de valor proporcional à corrente. levando em conta que o campo negativo é representado por uma seta de sentido oposto ao que seria normal. Se este enrolamento for alimentado por um sistema trifásico. os seus próprios campos magnéticos H1. Estes campos são espaçados entre si de 120º.2. que é formado por três monofásicos espaçados entre si de 120º. um campo no rotor. cujos efeitos se somam para estabelecer o campo H.5 x H1. iguais a 0. I2 e I3 criarão. serão defasados no tempo. tendo a mesma direção do enrolamento da fase 1. Na figura 2. a figura 2. O campo H é "pulsante" pois. e conseqüentemente. no estator. é criado por ela. representamos esta soma gráfica para seis instantes sucessivos. é indicado um "enrolamento trifásico".7.2. Figura 2. Na figura 2.8. 5 e 6 da figura 2. será igual à soma gráfica dos três campos H1. de polaridade oposta à do campo girante. de intensidade constante. Este campo girante. porém sua direção vai "girando". cria-se um "campo girante". as correntes I1. a cada instante. . o rotor tende a acompanhar a rotação deste campo. para formar os pares de pólos. as velocidades síncronas são: Rotação síncrona por minuto Número de pólos 60 Hertz 50 Hertz Tabela 2. Assim. Perdas no ferro. Perdas totais no cobre do rotor. a velocidade do campo será: Exemplos: a) Qual a rotação síncrona de um motor de 6 pólos. em ciclos por segundo (Hertz). O campo girante percorre um par de pólos (p) a cada ciclo. Por sua vez a "potência de saída" do motor depende das perdas totais no motor. sendo inversamente proporcional a 360° em dois pólos. um . o campo percorre uma volta a cada ciclo.1 . um giro "geométrico" menor. como o enrolamento tem pólos ou pares de pólos. Velocidade Síncrona A velocidade síncrona do motor é definida pela velocidade de rotação do campo girante.4. que são: Perdas totais no cobre do estator. teremos de acordo com o número de pólos. Para as freqüências e "polaridades" usuais. 50 Hz? Note que o número de pólos do motor terá que ser sempre par. A "interação" entre os campos magnéticos irá produzir o conjugado no eixo do motor que é função de: ωs sP = C Onde: C = conjugado nominal (Nm). Para motores com mais de dois pólos. Assim.Velocidades Síncronas. 2. a qual depende do número de pólos (2p) do motor e da freqüência (f) da rede. para um motor de seis pólos teremos. que se distribuem alternadamente (um "norte" e um "sul") ao longo da periferia do núcleo magnético. os graus elétricos equivalem aos graus mecânicos. Para motores de dois pólos. 60 Hz? b) Motor de 12 pólos.motor que faz com que ele gire. Perdas por atrito e ventilação. acionando a carga. em um ciclo completo. Por exemplo.2. Ps = potência saída nominal (kW). Os enrolamentos podem ser construídos com um ou mais pares de pólos. ωs = velocidade angular (radianos por segundo). diferente da velocidade do campo girante. .n = s s 100 . circularão nele correntes induzidas. assim. . .3. n . ou seja.Zad = impedância adicional. .Zsu = impedância de perdas suplementares.Z2 = impedância rotórica. Quando a carga é zero (motor em vazio) o rotor girará praticamente com a rotação síncrona. Para obter o conjugado. maior terá que ser o conjugado necessário para acioná-la.ZM = impedância magnetizante. cai a rotação do motor.4. A diferença entre a velocidade do motor n e a velocidade síncrona ns chama-se escorregamento s. Conclui-se. a medida que a carga aumenta.ZFe = impedância de perdas no ferro. a velocidade do motor será. Portanto. Isto equivale.9. pelas leis do eletromagnetismo.giro do campo de 360° * 2/6 = 120° geométricos. que pode ser expresso em rpm. terá que ser maior a diferença de velocidades para que as correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores. n n . a 1/3 da velocidade em dois pólos.n = s(rpm)s n n . Escorregamento Se o motor gira a uma velocidade diferente da velocidade síncrona.Z1 = impedância estatórica. o enrolamento do rotor "corta" as linhas de forças magnéticas do campo e. . logicamente. . como fração da velocidade síncrona. que: Graus elétricos = Graus mecânicos x Número de pólos.V2 = tensão rotórica. 2. ou como porcentagem desta.V1 = tensão estatórica. Onde: . DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Figura 2. .Circuito equivalente motor indução trifásico usado pela Weg Máquinas (por fase).n = s(%)s Para um dado escorregamento s(%). Quanto maior a carga. portanto: . . a força "F" necessária será diminuída à metade. O "esforço" é medido pelo conjugado. menor será a força necessária. Como vemos. 40cm. 0.4.Exemplo: Qual o escorregamento de um motor de 6 pólos. isto é. a 10cm do centro do eixo. No exemplo citado. Se dobrarmos o tamanho "l" da manivela. Quanto maior for a manivela. se o balde pesa 20N e o diâmetro do tambor é 20cm.10 .20m = 5N .Conjugado.1200 = s(%)∴ 2. .10.10.ver figura 2.4. F . a corda transmitirá uma força de 20N na superfície do tambor. Conjugado e Potência Conjugado: O conjugado (torque) é a medida do esforço necessário para girar um eixo.10m = 10N . pela experiência prática que. para medir o "esforço". Se "l" for o dobro.a força "F" que é preciso aplicar à manivela depende do comprimento "l" da manivela. Para contrabalançar esta força. se sua rotação é de 1170 rpm? 1170 . . 60 Hz. que é o produto da força pela distância. No exemplo da figura 2.40m = 2Nm DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Figura 2. isto é. é preciso também dizer a que distância do eixo a força é aplicada. se o comprimento "l" for de 20cm. precisam de 10N na manivela. É sabido. ou seja 5N. l. 0. a força "F" será a metade. necessário para fazer girar o eixo. 0. não basta definir a força empregada. para levantar um peso por um processo semelhante ao usado em poços .5% = s(%) 2. o conjugado vale: C = 20N . 6. 9550 = (rpm)n (cv)P . V . Pa(W) . ϕϕη cos . P = cosϕ Figura 2. No caso de motores de indução. uma parcela de corrente fornecerá potência útil (kW) e a outra parcela serve para magnetização.5. chamada potência reativa.4.Onde: C = conjugado [Nm] F = força [N] l = distância da aplicação da força [m] Potência: É a energia elétrica que o motor absorve da rede de alimentação. é a relação entre a potência elétrica real ou potência ativa e a potência aparente (Figura 2. 2. O valor da corrente nominal depende do rendimento (η). do fator de potência (cosϕ). (mkgf)C = P(kW) (rpm)n (kW)P . 3 = P 2.4. Corrente Nominal (A) É a corrente que o motor absorve da rede quando funciona à potência nominal.7. denominado por cosϕ é o ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente. este absorverá uma potência "aparente". da potência e da tensão do motor: . Rendimento O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e a transforma em energia mecânica disponível na ponta do eixo. .4.1. I . I . 3 Pu(W) = Pu(W) – Potência útil no eixo do motor. isto é.Potência absorvida da rede.4.1). transformando-a em energia mecânica na ponta do eixo. Sendo a potência dada pela seguinte forma: ηϕcos .Ângulo do fator de potência (cosϕ). Fator de Potência O fator de potência. por ser uma carga indutiva e resistiva. sob tensão e freqüência nominais. Relação entre conjugado e potência (rpm)n .4. 2. V .1. O rendimento define a eficiência com que é feita esta transformação. 7024 = C(Nm) 2. P = potência. no caso da resistência.12. . maior será a corrente (para uma resistência constante) e mais depressa a resistência irá se aquecer.1. I e s. 2. V = P a) Cargas resistivas: No caso de "resistência". Se ligarmos uma resistência a uma rede elétrica com tensão. η . A resistência absorve energia e a transforma em calor.12) são representados os valores de cosϕ.8. A potência elétrica absorvida da rede. rpms = rotação síncrona. Circuitos de corrente alternada [W]I . que também é uma forma de energia. é calculada multiplicando-se a tensão da rede pela corrente.4. rpm = rotação. 3 cosV . cosϕ = fator de potência. ela pode se apresentar de formas diferentes. Se a resistência. quanto maior a tensão da rede. η = rendimento. ou ''carga'' for monofásica. Pn = potência nominal. Onde: I = corrente.8.Curvas características típicas de motores de indução trifásicos.ϕηϕηcosV . 2. Energia e Potência Elétrica Embora a energia seja uma coisa só. In = corrente nominal. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Figura 2. . 3 Nas curvas características de motores de indução trifásicos (figura.4. passará uma corrente elétrica que irá aquecer a resistência. 2. Um motor elétrico absorve energia elétrica da rede e a transforma em energia mecânica disponível na ponto do eixo. Isto quer dizer que a potência elétrica será maior. 3 = Pϕ A unidade de medida usual para potência elétrica é o Watt (W). esta defasagem tem que ser levada em consideração. o quiloVolt-Ampère (kVA). para cobrança. onde existem defasagem entre tensão e corrente. A unidade de medida para potência é o volt-ampère (VA) ou seu múltiplo. 3 = Pf .No sistema trifásico a potência em cada fase da carga será Pf = Vf x If. se a carga fosse formada por resistências. ou seu múltiplo. ou seja. para as cargas resistivas. 3 = P soma das potências das três fases. por esta razão temos as seguintes relações: Ligação estrela:If = I e Vf. 3 = S Evidentemente. para ambas as ligações. I . Esta unidade também é usada para medida de potência mecânica. V . V . nas contas de luz. a expressão fica: [W]cos . . [VA]P = Sϕcos ou. A unidade de medida usual para energia elétrica é o DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão quilowatt-hora (kWh) correspondente a energia fornecida por uma potência de 1kW funcionando durante uma hora . I para cada fase).8.2. correspondente a 1 Volt vezes 1 Ampère. [VA]I .é a unidade que aparece. Vf. b) Cargas reativas: Para as "cargas reativas". o Quilowatt = 1000 Watts. A potência total será a [W]If . a potência total. sendo assim. 2. ou seja: Lembrando que o sistema trifásico é ligado em estrela ou triângulo. como se fosse um sistema monofásico independente. onde não há defasagem entre a tensão e a corrente. Potências aparente. Então. 3 =V Ligação triângulo:If . como é o caso dos motores elétricos de indução. 3 = Ie Vf=V Assim. 3 = P Esta expressão vale para a carga formada por resistências. V .4. ou seja. Correspondente a potência real ou "potência ativa" que existiria se não houvesse defasagem entre a tensão e a corrente. ativa e reativa a) Potência aparente (S): É o resultado da multiplicação da tensão pela corrente (S = V . cosϕ = 1 a potência ativa é a mesma potência aparente. será: [W]I . . 2. 2. atrasado e adiantado.5. Assim.b) Potência ativa (P): É a parcela da potência aparente que realiza trabalho. V . Os termos. I .4.3. É o valor máximo da senoide. simbolizada por Hz.5. Corrente Máxima (IMáx) É o valor "de pico" da corrente. I . S = Pϕ ou. • Carga Indutiva: cosϕ < 0 (atrasado). [VAr]sen . ou seja. Freqüência É o número de vezes por segundo que a tensão muda de sentido e volta à condição inicial.Triângulo de potências. 3 = Qϕ [VAr]sen . 2. [W]cos .4. uma vez positivo e uma vez negativo).3. 3 = Pϕ [W]cos . podemos dizer que: • Carga Resistiva: cosϕ = 1. É expressa em "ciclos por segundo" ou "Hertz". c) Potência reativa (Q): É a parcela da potência aparente que "não" realiza trabalho.5.5DEFINIÇÕES 2. referem-se a fase da corrente em relação à fase da tensão.1. Valor Eficaz de Tensão e Corrente (Vef e Ief) .13.. o maior valor instantâneo atingido pela tensão durante um ciclo (este valor é atingido duas vezes por ciclo. 2. 2. Tensão Máxima (VMáx) É o valor "de pico" da tensão. V . ou seja. • Carga Capacitiva: cosϕ > 0 (adiantado). que é transformada em energia. Apenas é transferida e armazenada nos elementos passivos (capacitores e indutores) do circuito. Triângulo de potências (carga indutiva) Figura 2. S = Qϕ ou.5.8.2. CARACTERÍSTICAS DA REDE DE ALIMENTAÇÃO 3. É o valor máximo dividido por raiz de dois: I = Ie 2 2 V = VMM 2.6. podemos citar: • Nível de tensão disponível no local. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 3.1. • Limitações da rede de alimentação com referência à corrente de partida. . • Custo do investimento. Tensão da Rede de Alimentação em Função da Potência do Motor Atualmente não há um padrão mundial para a escolha da tensão de alimentação em função da potência do motor. Defasagem (φ) É o "atraso" da onda de corrente em relação à onda da tensão (ver figura 2. considerando 1 ciclo = 360°. 60 e 13800V.1.5. 30. A defasagem é freqüentemente expressa pelo coseno do ângulo (ver item 2.Tensões Normalmente Utilizadas em Função da Potência do Motor.1TENSÃO NOMINAL É a tensão de rede para a qual o motor foi projetado. Fator de potência). Potência (kW) 150 220440 2300 4160 60 13800 Figura 3.4. 3. 4000. Entre os principais fatores que são considerados.2FREQÜÊNCIA NOMINAL É a freqüência da rede para o qual o motor foi projetado.1.5.1). 4160. este atraso é geralmente medido em ângulo (graus) correspondente a fração de um ciclo completo..É o valor da tensão e corrente contínuas que desenvolvem potência correspondente a desenvolvida pela corrente alternada. . • Distância entre a fonte de tensão (subestação) e a carga. entre baixa e alta tensão para potências entre 150 e 450kW.. 3. As tensões trifásicas mais usadas para redes de média tensão são: 2300. Em vez de ser medido em tempo (segundos). 3. • O conjugado de partida diminui em 17%. item 4.3TOLERÂNCIA NA VARIAÇÃO DE Conforme a NBR 7094 (Capítulo 04. porém: a) Ligando o motor de 50Hz. pois desta forma o fluxo permanecerá praticamente o mesmo da freqüência anterior e sendo assim as características elétricas serão aproximadamente as mesmas da freqüência de 60Hz. • A c orrente nominal será a mesma. em 60Hz: • A potência disponível do motor será a mesma. 3. • O conjugado máximo diminui em 17%. NOTAS: 1. para motores que acionam equipamentos que possuem conjugados variáveis com a rotação. • A corrente de partida diminui em 17%. com a mesma tensão.2. 2. . isto só é possível se a tensão do motor em 50Hz for 20% abaixo da tensão em 60Hz.1. • O conjugado máximo será aproximadamente o mesmo. b) Se Ligando o motor de 50Hz em 60Hz. Deverão ser observados os valores de potência requeridas. conforme figura 3. • A corrente nominal será a mesma. • A velocidade nominal aumenta em 20%.3. .2. • A corrente de partida será aproximadamente a mesma.Limites das Variações de Tensão e de Freqüência em Funcionamento. • A rotação nominal aumenta 20%. Para motores de 60Hz que serão ligados em 50Hz. • O conjugado de partida será aproximadamente o mesmo.. Ligação em Freqüências Diferentes Motores trifásicos bobinados para 50Hz poderão ser ligados também em rede de 60Hz.3) o motor elétrico de indução deve ser capaz de funcionar de maneira satisfatória dentro das possíveis combinações das variações de tensão e freqüência classificadas em zona A ou zona B. e se alterar a tensão na mesma proporção da freqüência: • Aumenta a potência disponível do motor em 20%.2 abaixo: DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Figura 3. 5% aumenta 1% diminui 1.2). entretanto a norma não estabelece os limites. quanto aos limites de tensão e freqüência. Ver tabela 3. Para as condições de operação nos limites da zona A (ver figura 3. elas podem sofrer variações (tanto na zona A quanto na zona B . O efeito "aproximado" da variação da tensão sobre as características do motor é mostrado na tabela abaixo. MOTORES DE ALTA TENSÃO WEG As máquinas são projetadas. onde aplicáveis: .Ainda. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 4. as elevações de temperatura e a temperatura total podem exceder em aproximadamente 10K os limites especificados. em contra partida o motor deve assegurar o seu conjugado nominal. a norma define um acréscimo na elevação de temperatura ou na temperatura total do motor quando há uma variação simultânea da tensão e da freqüência. . IEC.1. Esses valores podem variar de motor para motor ou de um motor pequeno para um grande. DIN entre outras..Efeito aproximado da variação de tensão sobre as características do motor. de um tipo de refrigeração para outro. fornecendo conjugado nominal. Assim sendo. Quanto as características de desempenho.mais acentuada nesta última. o motor deve ser capaz de funcionar dentro das zonas A e B. NEMA. fabricadas e testadas segundo as Normas ABNT.1: Desempenho do Motor Tensão 20% acima da nominal Tensão 10% acima da nominal Tensão 10% abaixo da nominal Conjugado de partida aumenta 4% aumenta 21% diminui 19% Corrente de partida aumenta 25% aumenta 10 a 12% diminui 10 a 12% Corrente de plena carga diminui 1% diminui 7% aumenta 1% Escorregamento diminui 30% diminui 17% aumenta 23% Rotação aumenta 1.5% Rendimento pequeno aumento aumenta 1% diminui 2% Fator de potência diminui 5 a 15% diminui 3% aumenta 1% Temperatura diminui 5°C diminui 3°C aumenta 6°C Ruído magnético sem carga aumento perceptível ligeiro aumento ligeira diminuição Tabela 3. por este motivo a NBR recomenda o não funcionamento prolongado na periferia da zona B). ou ainda.1NORMAS APLICÁVEIS 4. 10 e 20 DIN EN 60034-1 DIN EN 60034-12 DIN VDE 0530-8 C 2.Entrada Normativa 1) Assunto IEC ABNT (NBR) NEMA (EUA) DIN / VDE Alemanha CSA Canadá Especificação 60034-1 7094 MG 1 Parte 1.2 Nº 100 Formas construtivas 60034-7 5031 MG 1 Parte 4 DIN EN 60034-7 2) .2 Nº 100 Padronização Dimensões 60072 5432 MG 1 Parte 4 e 1 DIN 42673-1 DIN 42677-1 2) Método de Ensaio 60034-2 5383-1 MG 1 Parte12 DIN EN 60034-2 DIN VDE 0530-8 C 2. Graus de proteção 60034-5 9884 MG 1 Parte 5 DIN EN 60034-5 2) Métodos de resfriamento 60034-6 5110 MG 1 Parte 6 DIN EN 60034-6 2) Limites de vibração 60034-14 7094 MG 1 Parte 7 DIN EN 60034-14 2) Nível de ruído 60034-9 7565 MG 1 Parte 9 DIN EN 60034-9 2) Padronização Potência x Carcaça 60072 MG 1 Parte 13 DIN 42673-1 DIN 42677-1 2) . Gaiola A .2ORIENTAÇÃO PARA SELEÇÃO DE MOTORES DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 4.2..1.1.Equipamento elétrico para atmosferas explosivas 60079. o ventilador separado do motor L . atendendo as exigências das normas citadas anteriormente nas suas últimas versões.7 9883 Proteção Ex-p 60079. IP23) P .Ventilação Forçada (Independente) com Trocador de Calor Ar-Ar D . tensões variando de 220V a 13.Auto-Ventilado por Dutos T .Ventilação Forçada (Independente) Aberto.145M Proteção Ex-n 6079-15 Proteção Ex-e 60079.Aberto (Auto-Ventilado.Correspondência numérica entre normas de motores de indução. NOTAS: 1) A correspondência indicada não significa que as normas são equivalentes.Trocador de Calor Ar-Água I .Ventilação Forçada (Independente) por Dutos. 2) Adotam as normas CEMA .Linha Master G . o ventilador em cima do motor CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 280 A 1800) .0 kW.Trocador de Calor Ar-Ar W . 4.1 EB 239 Tabela 4. IP24) F . normalmente até 14 pólos (com fabricação possível em carcaça e polaridades maiores). Códigos dos modelos: M G F 560 A LINHA DO MOTOR M . .Aberto (Auto-ventilado.8 kV com potências de 100 a 50.Anel (Bobinado) A . Linha Master "M" A linha de motores de indução "M" é fabricada da carcaça 280 até 1800.equivalentes às normas NEMA.2 5420 NB 169 Proteção Ex-d 60079.Ventilação Forçada (Independente) com Trocador de Calor Ar-Água V .2N.0 60079-10 9518 C22. C.Gaiola SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO F – Fechado e aletado (Ventilação Externa) CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 315 A 630) FURAÇÃO DOS PÉS L.2. D. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 4.Linha High Performence TIPO DO ROTOR G . atendendo as exigências das normas citadas anteriormente nas suas últimas versões. • Freqüência de 60Hz. normalmente até 14 pólos e tensão variando de 220V a 6.NOTA: As potências descritas nos catálogos WEG são válidas para as seguintes condições: • Temperatura ambiente até 40ºC. Linha High Performance "H" A linha de motores de indução "H" é fabricada da carcaça 315 até 630. • Freqüência de 60Hz. Códigos dos modelos: LINHA DO MOTOR H G F 450 A H . • Altitude da instalação até 1000m. • Altitude da instalação até 1000m. • Fator de serviço = 1.0. B. • Partida com tensão plena. • Regime de serviço S1 (contínuo). . A. E NOTA: As potências descritas nos catálogos WEG são válidas para as seguintes condições: • Temperatura ambiente até 40ºC. • Elevação de temperatura 80ºC.2.9 kV com potências de 100 a 3150kW. 0.Gaiola SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO A – Aberto (Auto-Ventilado.• Fator de serviço = 1. • Regime de serviço S1 (contínuo). e tensão até 440V com potências de 100 a 500kW.3.0. • Altitude da instalação até 1000m. • Regime de serviço S1 (contínuo). em 2 e 4 pólos. • Fator de serviço = 1. Linha AGA A linha de motores de indução "AGA" é fabricada nas carcaças 280 e 315. • Elevação de temperatura 80ºC.2. IP23) CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 280 E 315) NOTA: As potências descritas nos catálogos WEG são válidas para as seguintes condições: • Temperatura ambiente até 40ºC. • Freqüência de 60Hz. atendendo as exigências das normas citadas anteriormente nas suas últimas versões. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 4. Códigos dos Modelos: LINHA DO MOTOR A G A 315 A A .Linha Aberto TIPO DO ROTOR G . • Elevação de temperatura 80ºC. • Partida com tensão plena. • Partida com tensão plena. . desde que seja requerida pela carga somente a potência nominal do motor. leva a exigência de redução de perdas. exigindo o emprego de lubrificantes especiais ou graxa anticongelante.DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 5. numa razão quadrática com a potência. conforme especificado no Manual de Instalação e Manutenção WEG. Existem três soluções possíveis para instalação e um motor acima de 1000m do nível do mar. b) Usar motores com fator de serviço maior que 1. caso o motor fique longos períodos parado.2TEMPERATURA AMBIENTE Motores que trabalham em temperaturas inferiores a -20ºC. provocando endurecimento das graxas ou lubrificantes nos mancais. A insuficiente troca de calor entre o motor e o ar circundante. aproximadamente. o ar ambiente) com temperatura não superior a 40ºC e isenta de elementos prejudiciais. diminuição de seu poder de arrefecimento. Até estes valores de altitude e temperatura ambiente. conseqüentemente. Os motores têm aquecimento diretamente proporcional às perdas e estas variam. b) Formação de gelo nos mancais. dois fatores: • Altitude em que o motor será instalado.3DETERMINAÇÃO DA POTÊNCIA . o que significa. sem sobre-aquecimento.0 (1.1ALTITUDE Motores funcionando em altitudes acima de 1000m acima do nível do mar. sua potência nominal. as condições usuais de serviço são: a) Altitude não superior a 1000m acima do nível do mar.. 5. é possível tirar a potência original. 5.15 ou maior).. • Temperatura do meio refrigerante. Conforme a NBR-7094.. 5. CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE A potência admissível do motor de indução é determinada levando-se em consideração. o enrolamento pode atingir temperaturas prejudiciais à isolação. b) Meio refrigerante (na maioria dos casos. apresentam os seguintes problemas: a) Excessiva condensação. Em motores que trabalham em temperaturas ambientes constantemente superiores a 40ºC. usando materiais isolantes especiais (de classe superior) ou pela redução da potência nominal do motor. se dimensionado para 1000m e 40°C: a) Com o uso de material isolante de classe superior. exigindo drenagem adicional ou instalação de resistência de aquecimento. isto para a mesma temperatura ambiente. Este fato tem que ser compensado por um projeto especial do motor. considera-se condições normais e o motor deve fornecer. apresentam problemas de aquecimento causado pela rarefação de ar e. redução de potência. também. principalmente. c) Reduzir em 1% a potência requerida para cada 100m de elevação na altitude acima de 1000m. 0. exigem que os equipamentos que neles trabalham sejam perfeitamente adequados para suportar tais circunstâncias com elevada confiabilidade. entre o eixo e as tampas.95 0. O tamanho e a quantidade de fibras são fatores importantes.760.1.Fator de multiplicação da potência útil em função da temperatura ambiente (T) em "°C" e de altitude do nível do mar (H) em "m". indústria de pescado e múltiplas aplicações navais.60 Tabela 5. o aquecimento do motor.80 0.. devem ser informados os seguintes dados: tamanho e quantidade aproximada das fibras contidas no ambiente.96 0. indústria química e petroquímica.9 15 . sem apresentar problemas de qualquer espécie. • Placa de identificação de aço inoxidável.90 25 .90 0. instalações portuárias.. a capacidade de dissipação da potência de perdas do motor pode ser obtida multiplicandose a potência útil (ou a potência nominal a 40°C e 1000m) pelo fator de multiplicação obtido na tabela 5. 5.0 0. • Juntas de borracha para vedar caixa de ligação. 5.70 0.68 50 0.950.76 0.90 0..820..1. • Ventilador de material não faiscante..85 30 .71 0. e assim.720.0 0..0 0.630..1 . internamente e externamente.I. em alta tensão uma única vez pelo sistema V.72 45 0.. Quando o conteúdo de .4. Ambientes Agressivos Ambientes agressivos.. Para aplicação de motores nestes ambientes agressivos.770.73 0. pois podem provocar no decorrer do tempo.84 0.85 0.830.75 0. • Vedação específicas para cada tipo de mancal.79 0.1.890.1.. Os motores deverão ter as seguintes características especiais: • Enrolamento duplamente impregnado*.670.64 5 0.7 40 1. • Elementos de montagem zincados.0.860. * Em baixa tensão.1.1. • Pintura anti-corrosiva (epóxi).810.P.4.880..0.85 0.94 20 .96 0. projetados para atender os requisitos especiais e padronizados para as condições mais severas que possam ser encontradas.0.2. a obstrução da ventilação.90 0..940..Associando os efeitos da variação da temperatura e da altitude.. tais como estaleiros.80 0..4ATMOSFERA AMBIENTE DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 5.6 0.81 35 .. Ambientes Contendo Poeiras ou fibras Para analisar se os motores podem ou não trabalhar nestes ambientes. a WEG desenvolveu uma linha de motores.950.1 abaixo: HT 10 .90. 3. pó ou fibras é tal. 5. No caso do motor refrigerado por dutos. 5. Áreas de risco Uma instalação onde produtos inflamáveis são continuamente manuseados. Ambientes Perigosos 5. a refrigeração é feita pela troca de calor entre a água circulante (circuito externo) e o ar circulante interno (circuito interno) ao trocador. calcula-se o volume de ar deslocado pelo ventilador do motor determinando a circulação de ar necessária para perfeita refrigeração do motor.4. podem representar fontes de ignição. Atmosfera Explosiva Uma atmosfera é explosiva quando a proporção de gás.1. A atmosfera explosiva está sempre presente.4. ou existe por longos períodos.3. processados ou armazenados. Classificação das áreas de risco De acordo com as normas ABNT / IEC. que uma faísca proveniente de um circuito elétrico ou o aquecimento de um aparelho provoca a explosão.4. Os equipamentos elétricos.4. Por exemplo. Zona 2: Locais onde a presença de mistura inflamável e/ou explosiva não é provável de ocorrer.4. Locais em que a Ventilação do Motor é Prejudicada Nestes casos. a região interna de um tanque de combustível. devem ser empregados filtros de ar ou efetuar a limpeza nos dispositivos de refrigeração ou mesmo nos motores.4. 2) Utilizar motores com ventilação por dutos ou com trocador de calor ar-água. as áreas de risco são classificadas em: Zona 0: Região onde a ocorrência de mistura inflamável e/ou explosiva é contínua.4. Os motores refrigerados por dutos e os com trocador arágua possuem a mesma eficiência de um motor aberto. seja ele intencional ou causado por correntes de defeito. 5. necessita. Zona 1: Região onde a probabilidade de ocorrência de mistura inflamável e/ou explosiva está associada à operação normal do equipamento e do processo. obviamente. por suas próprias características. para tal.4. é por poucos períodos. quer seja pelo centelhamento devido a abertura e fechamento de contatos ou por superaquecimento de algum componente. A atmosfera explosiva está freqüentemente presente.2. três elementos são necessários: combustível + oxigênio + faísca = explosão.4. Está associada à operação anormal do equipamento e do . Para o motor com trocador ar-água.fibras for elevado. de cuidados especiais que garantam a manutenção do patrimônio e preservem a vida humana. vapor. 5. existem duas soluções: 1) Utilizar motores sem ventilação. os grupos de risco são divididos em: Grupo I: Para minas susceptíveis a liberação de grisú (gás a base de metano).2. A atmosfera explosiva pode acidentalmente estar presente. O conceito de classes só é adotado pelas normas NEC e API. Conforme o tipo de poeira. COMPARATIVO ENTRE ABNT/IEC E NEC/API Ocorrência de Mistura Inflamável Normas Contínua em condição normal em condição anormal ABNT / IEC Zona 0 Zona 1 Zona 2 NEC / API Divisão I Divisão I Tabela 5. De acordo com a norma ABNT/IEC. Grupos: O conceito de grupo está associado à composição química da mistura. . nafta. temos: GRUPO B: hidrogênio. as áreas de risco são classificadas em: Divisão I: Região onde se apresenta uma ALTA probabilidade de ocorrência de uma explosão. Sendo divididos em IIA. Perdas ou uso negligente. IIB e IIC. etileno. GRUPO D: gasolina. óxido de eteno.processo. Classe I: Gases ou vapores explosivos. Grupo I: Para aplicação em outros locais. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão De acordo com a norma NEC. temos: GRUPO E GRUPO F GRUPO G Classe I: Fibras e partículas leves e inflamáveis. Classe I: Poeiras combustíveis ou condutoras. GRUPO C: éter etílico. Classes e grupos das áreas de risco: Classes: Referem-se a natureza da mistura. Conforme o tipo de gás ou vapor. Gases Normas Grupo de Acetileno Grupo de Hidrogênio Grupo de Eteno . butadieno. Divisão I: Região de menor probabilidade.Comparativo entre normas. solventes em geral. . 5. A Classe I Gr.Grupo de Propano ABNT / IEC Gr.Correspondência entre Normas (ABNT/IEC e NEC/API. B Classe I Gr. D Tabela 5.4. C Classe I Gr. IIC Gr.3.79. Classes de temperatura A temperatura máxima na superfície exposta do equipamento elétrico deve ser sempre menor que a temperatura de ignição do gás ou vapor. . deve ser menor que a temperatura dos gases correspondentes.). por meio do qual a máxima temperatura de superfície da respectiva classe. Classes de . IIB Gr.10 NEC Gases ou Zona 0 e Zona 1 Classe I Divisão 1 Vapores Zona 2 Classe I Divisão 2 Poeiras Zona 10 Zona 1 Divisão 1 Classe I Divisão 2 Fibras Zona 10 Zona 1 Divisão 1 Classe I Divisão 2 Tabela 5. Os gases podem ser classificados para as classes de temperatura de acordo com a sua temperatura de ignição.4.4.Classificação de Áreas Conforme Normas IEC e NEC. Atmosfera Explosiva IEC . IIC Gr. IIA NEC / API Classe I Gr.4. Equipamentos para Áreas de Risco Tipo de Proteção Simbologia ABNT/IEC Definição Área de Aplicação Norma ABNT/IEC A Prova de Explosão Ex-d Capaz de suportar explosão interna sem permitir que se propague para o meio externo.tura Máxima de Superfície Temperatura de Ignição dos Gases e/ou Vapores T1 450 T1 450 450 T2 300 T2 300 300 T2A 280 280 T2B 260 260 T2C 230 230 T2D 215 215 T3 200 T3 200 200 T3A 180 180 T3B 165 165 T3C 160 160 T4 135 T4 135 135 T4A 120 120 T5 100 T5 100 100 T6 85 T6 85 85 Tabela 5. inércia. . e esta é em muito influenciada pelo tempo de aceleração.4. Zonas 1 e 2 NBR-5363 IEC-60079.1 EB 239 Segurança Aumentada Ex-e .) tendo em vista que a temperatura de ignição de muitos gases e/ou vapores é relativamente baixa em comparação com a temperatura do rotor na partida.Classes de temperatura.4. curva. etc.5. OBS. tipo do acoplamento.5. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 5.Temperatura Temperatura Máxima de Superfície Classes de Temperatura Tempera.: Para a precisa e correta especificação de um motor para trabalhar em uma área de risco são necessários dados da carga (potência consumida. Zonas 1 e 2 NBR-8601 IEC-60079-6 Imersão em Areia ( ** ) Ex-q Partes que podem causar centelhas ou alta temperatura se situam em areia. centelha ou alta temperatura. Zonas 1 e 2 IEC-60079-5 Encapsulado em Resina ( ** ) Ex-m Partes que podem causar centelhas ou alta temperatura se situam em resina.Medidas construtivas adicionais aplicadas a equipamentos em que condições normais de operação não produzem arco. Zonas 1 e 2 NBR-5420 IEC-60079. Zonas 1 e 2 IEC 60031-19 Invólucro Hermético ( ** ) Ex-h Invólucro com fechamento hermético (por fusão do material).2 Não Acendível Ex-n Dispositivos ou circuitos que apenas em condições normais de operação não possuem energia suficiente para inflamar a atmosfera explosiva.7 Pressurizado Ex-p Invólucro com sobre-pressão interna. Zona 2 IEC 60079-15 Imersão em Óleo ( ** ) Ex-o Partes que podem causar centelhas ou alta temperatura se situam em óleo isolante. Zonas 1 e 2 NBR-9883 IEC-60079. O centelhamento ou alta temperatura se dá num meio não contaminado com produto inflamável por ser mantido a uma pressão superior a atmosférica. Zonas 1 e 2 IEC-60031 Segurança Intrínseca ( ** ) Ex-i . Ex-i.6. .Dispositivo ou circuito que em condições normais ou anormais de operação não possuem energia suficiente para inflamar a atmosfera explosiva.Seleção dos equipamentos segundo ABNT / IEC / VDE. Ex-i e Ex-o Divisão I • Qualquer equipamento certificado para divisão I. Ex-h.5GRAUS DE PROTEÇÃO . • Equipamentos incapazes de gerar faíscas ou superfícies quentes em invólucros de uso geral: não acendíveis.Equipamentos para área de risco.7.Seleção dos equipamentos segundo NEC. Ex-e. Zonas 1 e 2 NBR-8447 IEC Tabela 5. 5.7. Ex-q. Ex-o. Ex-p. . a relação dos equipamentos está mostrada no quadro abaixo: Divisão I Equipamentos com tipo de proteção: Ex-d. (** Não se aplica a motores da Weg Máquinas) Os ensaios e certificação desses equipamentos poderão ser desenvolvidos em laboratórios credenciados pelo INMETRO ou em laboratórios do próprio fabricante do equipamento. O quadro a seguir mostra a seleção dos equipamentos para as áreas classificadas de acordo com a norma ABNT / IEC-60079-14 ou VDE 0165: ABNT / IEC-60079-14 / VDE 0165 Zona 0 Ex-i ou outro equipamento. ambos especialmente aprovados para zona 0 Zona 1 Equipamentos com tipo de proteção: Ex-d. Ex-p. Ex-m Zona 2 • Qualquer equipamento certificado para zona 0 ou 1 • Não acendível (Ex-n) Tabela 5. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão De acordo com a norma NEC.. Neste último caso os ensaios são obrigatoriamente acompanhados por um Inspetor do Órgão Certificador credenciado pelo INMETRO. . Tabela 5. Código de identificação .8. O segundo algarismo indica o grau de proteção contra penetração de água no interior do motor.5 m 4 Corpos estranhos de dimensões acima de 1.8 abaixo: 1° ALGARISMO ALGARISMO INDICAÇÃO 0 Sem proteção 1 Corpos estranhos de dimensões acima de 50 m 2 Corpos estranhos de dimensões acima de 12 m 3 Corpos estranhos de dimensões acima de 2. Código de Identificação A norma NBR-6146 e IEC-60034-5 definem os graus de proteção dos equipamentos elétricos por meio das letras características IP.0 m 5 Proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais ao motor 6 Totalmente protegido contra poeira Tabela 5.1° Algarismo. como mostra a tabela 5. sem que haja penetração de água. devem oferecer um determinado grau de proteção. por exemplo. como mostra a tabela 5.1. deve possuir um invólucro capaz de suportar tais jatos. sob determinados valores de pressão e ângulo de incidência.9 a seguir: 2º ALGARISMO ALGARISMOINDICAÇÃO 0 Sem proteção 1 Pingos de água na vertical 2 Pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical 3 Água de chuva até a inclinação de 60º com a vertical 4 Respingos de todas as direções 5 Jatos d'água de todas as direções . Assim. conforme as características do local em que serão instalados e de sua acessibilidade.Os invólucros dos equipamentos elétricos. O primeiro algarismo indica o grau de proteção contra penetração de corpos sólidos estranhos e contato acidental. seguidas por dois algarismos.5. um equipamento a ser instalado num local sujeito a jatos d'água. 5. . Note que. entre os dois critérios de proteção.6 Água de vagalhões 7 Imersão temporária 8 Imersão permanente Tabela 5. no que se refere a cada um dos algarismos.Código de identificação . . é bem definida através de ensaios padronizados e não sujeita a interpretações. a qualificação do motor em cada grau.2° Algarismo.10. de acordo com a norma. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 1° Algarismo 2° Algarismo Motor Classes de Proteção Proteção Contra Contato Proteção Contra Corpos Estranhos Proteção Contra Água IP 0 IP 02 Não tem Não tem Não tem Não tem Não tem Pingos de água até uma inclinação de 15° com a vertical IP 1 IP 12 IP 13 . As combinações entre os dois algarismos.9. estão resumidos na tabela 5. como acontecia anteriormente. isto é. Toque acidental com a mão Corpos estranhos sólidos de dimensões acima de 50 m Pingos de água na vertical Pingos de água até uma inclinação de 15° com a vertical Água de chuva até uma inclinação de 60° com a vertical Motores abertos IP 21 IP 2 IP 23 IP24 Toque com os dedos Corpos estranhos sólidos de dimensões acima de 12 m Pingos de água na vertical Pingos de água até uma inclinação de 15° com a vertical Água de chuva até uma inclinação de 60° com a vertical Respingos de todas as direções IP 4 Toque com ferramentas Corpos estranhos sólidos de dimensões acima de 1 m Respingos de todas as direções IP 54 IP 5 Proteção completa contra toque Proteção contra o acúmulo de poeiras nocivas . Respingos de todas as direções Jatos de água em todas as direções IP(W)5 Proteção completa contra toques Proteção contra o acúmulo de poeiras nocivas Jatos de água em todas as direções. 5. MGL. MGI. IP 23 ou IP 24 . CARACTERÍSTICAS EM REGIME CLASE DE ISOLAMENTO 6.Motores abertos Linha . como segue: W (IPW55.1.ensaio de proteção contra a entrada de água é realizado com o motor ligado. MGV. Aquecimento no Enrolamento .ensaio de proteção contra a entrada de água é realizado com o motor desligado.MGA. .1ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA -6. HGF. temos algumas letras que adicionadas ao grau de proteção fornecem mais um dado referente ao motor.1. MGP. MAA. MGT.Graus de proteção.2. IPW24) . R (IPR55) motor com refrigeração por dutos. Ainda. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 6. M (IP23M) .5.10. MGW. IP(W)5. somente alguns tipos de proteção são empregados nos casos normais.MGF. São eles: Linha .. AGA. chuva e maresia Motores fechados IP 65 Proteção completa contra toques Proteção completa contra o acúmulo de poeiras nocivas Jatos de água em todas as direções Tabela 5. IP 65 .Motores fechados. MGD. S (IP23S) . MAF. Tipos Usuais de Proteção Embora os algarismos indicativos de grau de proteção possam ser combinados de muitas maneiras.proteção contra intempéries. isto é. ventilação independente.Perdas: A potência útil fornecida pelo motor na ponta do eixo é menor que a potência que o motor absorve da linha de alimentação. Isto quer dizer que deve haver uma boa transferência de calor do interior do motor até a superfície externa. De nada adianta um grande volume de ar se ele se espalha sem retirar o calor do motor. c) Um sistema de resfriamento eficiente é aquele que consegue dissipar a maior quantidade de calor disponível. Isso é compensado em parte. • da área total de dissipação da carcaça. através da menor área de dissipação. capaz de movimentar grande seção de ar. mostrada na figura 6. a área de dissipação disponível é limitada pela necessidade de fabricar motores pequenos e leves. pois esta é que realmente ajuda a dissipar o calor. Figura 6. A relação com a temperatura dos pontos representados na figura acima. que são transformadas em calor. Uma boa dissipação depende: • da eficiência do sistema de ventilação. etc. fundidas com a carcaça (no caso da linha "H") ou por meio de um dispositivo de resfriamento. Como vimos. aumentando-se a área disponível por meio de aletas de resfriamento. o rendimento do motor é sempre inferior a 100%.1 vale a soma da queda interna com a queda externa.1. Em motores fechados essa dissipação é normalmente auxiliada pelo ventilador montado no próprio eixo do motor. A maneira pela qual o calor gerado é retirado da máquina está detalhado no capítulo 7. Esta diferença total (∆t) é comumente chamada de "elevação de temperatura" do motor e. onde se dá a troca de calor. além de ocupar muito espaço. O que realmente queremos limitar é a elevação de temperatura no enrolamento sobre a temperatura do ar ambiente. Dissipação do calor: O calor gerado pelas perdas no interior do motor é dissipado para o ar ambiente através da superfície externa da carcaça ou de algum dispositivo de refrigeração (trocadores de calor. b) A área total de dissipação deve ser a maior possível. seja minimizada. para obter maior área.Comportamento da temperatura. como é indicado na figura 6. além de ter um ventilador eficiente. dutos. • da diferença da temperatura entre a superfície externa da carcaça e do ar ambiente. Entretanto.1. etc. a) O sistema de ventilação bem projetado. deve dirigir esse ar de modo a "varrer" toda a superfície da carcaça. é necessário que a queda interna de temperatura. um motor com uma carcaça muito grande. tais como: trocadores de calor (ar-ar ou ar-água). A diferença entre as duas potências representa as perdas. Para isso. dutos para direcionar o fluxo de ar. para evitar que a elevação de temperatura seja excessiva. são explicados a seguir: .).1. será muito caro e pesado. A queda interna de temperatura depende de diversos fatores como mostra a figura 6. . o qual aquece o enrolamento e deve ser dissipado para fora do motor. interessa reduzir a queda interna (melhorar a transferência de calor) para poder ter uma queda externa a maior possível. Por isso. portanto. este método primitivo é completamente errado. eliminando os espaços vazios. sob um permanente controle de qualidade. BC Queda de temperatura por transmissão através do material das chapas do núcleo. Um motor frio por fora pode ter perdas maiores e temperatura mais alta no enrolamento do que um motor exteriormente quente. Graças a um projeto moderno. de modo que a temperatura do enrolamento fique pouco acima da temperatura externa da carcaça. melhora o contato do lado externo. a temperatura externa da carcaça.A Ponto mais quente do enrolamento. CD Queda de temperatura por transmissão através da espessura da carcaça. AB Queda de temperatura na transferência de calor do ponto mais quente (interior da bobina) até a parte externa da bobina. Temperatura externa do motor: Era comum. antigamente. a temperatura da carcaça não dá indicação do aquecimento interno do motor. melhora o contato do lado interno. C Queda no contato entre o núcleo e a carcaça. B Queda através do isolamento da ranhura e no contato deste com os condutores de um lado. as bobinas devem ser compactas e a impregnação pelo sistema V. má condução do calor e elevada queda de temperatura neste ponto. os motores WEG apresentam uma excelente transferência de calor do interior para a superfície. deve ser perfeita. uso de materiais avançados. é importante que não haja "vazios" no interior da ranhura. Como o ar é um péssimo condutor de calor. Em resumo.P. onde é gerado o calor proveniente das perdas nos condutores. isto é. os critérios modernos de projeto.1. Como vimos anteriormente. Superfícies irregulares deixam espaços vazios entre elas. eliminando camadas de ar que prejudicam a transferência de calor. resultando mau contato e. dependendo do bom alinhamento das chapas. eliminando assim os "pontos quentes" no enrolamento. do outro. com a mão. o bom alinhamento das chapas estampadas. O emprego de materiais modernos melhora a transmissão de calor através do isolante. medindo. nem de sua qualidade. verificar o aquecimento do motor. e com as chapas do núcleo. no interior da ranhura. 6.I.2. a DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão perfeita impregnação. A condução de calor será tanto melhor quanto mais perfeito for o contato entre as partes. procuram aprimorar a transmissão de calor internamente. onde ela realmente contribui para dissipar as perdas. e precisão de usinagem da carcaça. processos de fabricação aprimorados. Vida Útil do Motor de Indução . Em motores modernos. A tabela 6. bem abaixo daquela em que o material se queima). Acima deste valor. 6. . até que não suporte mais a tensão aplicada e produza o curto-circuito. a vida útil da isolação vai se tornando cada vez mais curta. se a sua temperatura for mantida abaixo de um certo limite. que é reduzida pela metade a cada 8 a 10 graus de operação acima da temperatura nominal da classe. Das curvas de variação das características dos materiais em dependência da temperatura determina-se a sua vida útil. ambientes corrosivos e outros. sem dúvida a temperatura de trabalho dos materiais isolantes. pela maior temperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja afetada sua vida útil. Este é afetado por muitos fatores. Quando falamos em diminuição da vida útil do motor. Classes de Isolamento Definição das classes: Como foi visto acima. Este limite de temperatura é muito mais baixo que a temperatura de "queima" do isolante e depende do tipo de material empregado. cada qual definida pelo respectivo limite de temperatura. As classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas e os respectivos limites de temperatura conforme NBR-7094. basta um ponto fraco no interior da bobina para que o enrolamento fique inutilizado. não nos referimos às temperaturas elevadas. uma máquina robusta e de construção simples.3. refere-se ao envelhecimento gradual do isolante.1. o limite de temperatura depende do tipo de material empregado. como umidade. mostra os limites de temperatura recomendados por diversas normas internacionais e entidades classificadoras. como escovas e rolamentos. quando o isolante se queima e o enrolamento é destruído de repente. perdendo o poder isolante.1 (a seguir). Evidentemente. que vai se tornando ressecado. a sua vida útil depende quase que exclusivamente da vida útil do material isolante. são as seguintes: • Classe A (105°C) • Classe E (120°C) • Classe B (130°C) • Classe F (155°C) • Classe H (180°C) A classes F é a comumente utilizada em motores de alta tensão. se não considerarmos as peças que se desgastam devido ao uso. Dentre todos os fatores. Vida útil da isolação (em termos de temperatura de trabalho. os materiais isolantes e os sistemas de isolamento (cada um formado pela combinação de vários materiais) são agrupados em CLASSES DE ISOLAMENTO. o mais importante é. vibrações. ou seja. Esta limitação de temperatura se refere ao ponto mais quente da isolação e não necessariamente ao enrolamento todo. à medida que a temperatura de trabalho é mais alta.Sendo o motor de indução. A experiência mostra que a isolação tem uma duração praticamente ilimitada. Para fins de normalização. 1. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 6.4.2 No.100 40 80 105 125 Grã-Bretanha: BS 2613 40 80 105 125 Austrália: AS 1359.32 40 80 105 125 Bélgica: NBN 7 40 80 105 125 Dinamarca: DS 5002 40 80 105 125 França: NF CS1-112 40 80 105 125 Holanda: VEMET N 1007 40 80 105 125 Índia: IS: 325. Medida da Elevação de Temperatura do Enrolamento É muito difícil medir a temperatura do enrolamento com termômetros ou sensores de temperatura. pois a temperatura varia de um ponto a outro e nunca se sabe se o ponto da medição está próximo do ponto mais quente. NOTA: (1) Utilização em área naval.DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Máxima Sobre-elevação de Temperatura Permitida por Classe de Isolamento. ∆t em K (Método de Variação de Resistência) NORMA Máxima Temperatura Ambiente (°C) B F H Brasil: ABNT NBR-7094 40 80 105 125 Norma Internacional: IEC 60034-1 40 80 105 125 Alemanha: VDE 0530 Parte 1 40 80 105 125 USA: NEMA MG-1 e ANSI 40 80 105 125 Canadá: CSA C22.125 Itália: CEI 2 – 3 40 80 105 125 Noruega: NEK 40 80 105 125 Áustria: OVE – MIO 40 80 105 125 Suécia: SEN 260101 40 80 105 125 Suíça: SEV 3009 40 80 105 125 Germanischr Lloyd (1) 45 75 90 125 American Bureau of Shipping (1) 50 70 95 125 Bureau Veritas (1) 45 70 100 125 Norske Veritas (1) 45 70 90 (2) 125 Lloyds Register (1) 45 70 90 125 Registro Italiano Navale (1) 45 70 90 125 Korean Register (1) 50 70 90 125 China Classification Society (1) 45 75 95 125 Tabela 6.1961 40 80 -.Limites de elevação de temperatura por classe de isolamento. O método mais preciso e mais confiável de se . .1. para as classes A e E. no máximo 40ºC. ta = temperatura do meio refrigerante no fim do ensaio. baseada nas seguintes considerações: a) A temperatura ambiente é. que aproveita a propriedade dos condutores de variar sua resistência.5. R2 = resistência do enrolamento no fim do ensaio. As normas de motores fixam a máxima elevação de temperatura “Dt”.1. 10ºC para as classes B e F e 15ºC para a classe H.2 abaixo: Classe de Isolamento A E B F H Temperatura ambiente °C 40 40 40 40 40 ∆t = elevação de temperatura (método da resistência) °K 60 75 80 105125 Diferença entre a temperatura do ponto mais quente e a temperatura média °K 5 5 10 10 15 Total: temperatura do ponto mais quente °K 105 120 130155180 . medida por termômetro. Deste modo. t1 = temperatura do enrolamento antes do ensaio. fica indiretamente limitada a temperatura do ponto mais quente do motor. e acima disso as condições de trabalho são consideradas especiais. estabelecem um máximo para a temperatura ambiente e especificam uma elevação de temperatura máxima para cada classe de isolamento. portanto. é calculada por meio da seguinte fórmula. R1 = resistência do enrolamento antes do ensaio. Os valores numéricos e a composição da temperatura admissível do ponto mais quente são indicados na tabela 6.medir a temperatura de um enrolamento é através da variação de sua resistência ôhmica com a temperatura. t2 = temperatura dos enrolamentos no fim do ensaio. para condutores de cobre: Onde: Dt = elevação de temperatura. A temperatura total vale a soma da temperatura ambiente com a elevação de temperatura “Dt” mais a diferença que existe entre a temperatura média do enrolamento e a do ponto mais quente. segundo uma lei conhecida. b) A diferença entre a temperatura média e a do ponto mais quente não varia muito de motor para motor e seu valor estabelecido em norma. As normas de motores. 6. praticamente igual a do meio refrigerante. Aplicação a Motores Elétricos A temperatura do ponto mais quente do enrolamento deve ser mantida abaixo do limite da classe. por norma. baseado na prática é 5ºC. de modo que a temperatura do ponto mais quente fica limitada. A elevação da temperatura pelo método da resistência. . ED= fator de duração do ciclo. θmáx = temperatura máxima atingida. Quando a seqüência real dos valores no tempo for indeterminada. seguido de um período de repouso de duração suficiente para restabelecer a igualdade de temperatura com o meio refrigerante. . Regimes Padronizados Os tipos de regimes os símbolos alfa-numéricos a eles atribuídos. tN = funcionamento em carga constante. o regime poderá ser indicado numericamente ou por meio de gráficos que representam a variação em função do tempo das grandezas variáveis.2REGIME DE SERVIÇO É o grau de regularidade da carga a que o motor é submetido. deverá ser indicada uma seqüência fictícia não menos severa que a real. . θmáx = temperatura máxima atingida. 6. θmáx = temperatura máxima atingida. são indicados a seguir: DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão a) Regime contínuo (S1) Funcionamento a carga constante de duração suficiente para que se alcance o equilíbrio térmico. Figura 6. cada qual incluindo um período de funcionamento a carga constante e um período de repouso. tN = funcionamento em carga constante.Regime contínuo (S1).1.2 . c) Regime intermitente periódico (S3) Seqüência de ciclos idênticos. . da forma mais exata possível. tR = repouso. a carga é constante por tempo indefinido e igual a potência nominal do motor. inferior ao necessário para atingir o equilíbrio térmico. Figura 6.4. A indicação do regime do motor deve ser feita pelo comprador.Regime S3. tN = funcionamento em carga constante. durante um certo tempo. sendo tais períodos muito curtos para que se atinja o equilíbrio térmico durante um ciclo de regime e no qual a corrente de partida não afete de modo significativo a elevação de temperatura.Tabela 6.2.Composição da temperatura em função da classe de isolamento. Os motores normais são projetados para regime contínuo. Nos casos em que a carga não varia ou nos quais varia de forma previsível.2. isto é. b) Regime de tempo limitado (S2) Funcionamento a carga constante. 6. ED = fator de duração do ciclo. tR= repouso. tN = funcionamento em carga constante.Regime S6. f) Regime de funcionamento contínuo com carga intermitente (S6) Seqüência de ciclos de regime idênticos. . ED = fator de duração do ciclo. Figura 6. . de um período de funcionamento a carga constante e um período de frenagem elétrica. tN = funcionamento em carga constante. sendo tais períodos muito curtos para que se atinja o equilíbrio térmico. tF = frenagem elétrica.6 . sendo tais períodos muito curtos. um período de funcionamento a carga constante e um período de repouso. g) Regime de funcionamento contínuo com frenagem elétrica (S7) Seqüência de ciclos de regime idênticos. cada qual consistindo de um período de partida. um período de frenagem elétrica e um período de repouso.d) Regime intermitente periódico com partidas (S4) Seqüência de ciclos de regime idênticos. não existindo período de repouso. θmáx = temperatura máxima atingida.7. Figura 6. cada qual consistindo de um período de partida. tN = funcionamento em carga constante.Regime S5. tD= partida. ED = fator de duração do ciclo (100%). DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão e) Regime intermitente periódico com frenagem elétrica (S5) Seqüência de ciclos de regime idênticos. θmáx = temperatura máxima atingida. tV= repouso. não existindo o período de repouso. tN = funcionamento em carga constante. um período de funcionamento a carga constante. tR= repouso. ED= fator de duração do ciclo. cada qual consistindo de um período de funcionamento a carga constante e de um período de funcionamento em vazio. θmáx = temperatura máxima atingida. para que se atinja o equilíbrio térmico. cada qual consistindo de um período de partida. θmáx = temperatura máxima atingida. tF= frenagem elétrica. tD= partida. tD = partida. correspondendo a uma velocidade de rotação prédeterminada. • Número de partidas. tn2 e tn3 = funcionamento em carga constante. cada ciclo consistindo de um período de partida e um período de funcionamento a carga constante. ED = fator de duração do ciclo. a escolha do motor adequado. Exemplos das designações dos regimes: S2 60 segundos: A designação dos regimes S2 a S8 é seguida das seguintes indicações: a) S2. este pode ser indicado. i) Regimes especiais Onde a carga pode variar durante os períodos de funcionamento. etc. No caso de regime contínuo.2. do tempo de funcionamento em carga constante. tn1. em alternativa. . Depois de um grande número de ciclos o motor atinge uma faixa de elevação de temperatura e equilíbrio. do fator de duração do ciclo. 6. • Conjugado resistente da carga. b) S3 a S6. pela palavra "contínuo". seguida da respectiva potência nominal e do seu respectivo tempo de duração. referida à sua rotação nominal. td = partida.Regime S8.2.9. tf1 e tf2 = frenagem elétrica. Não existe período de repouso. deve ser feita mediante consulta à fabrica e depende de uma descrição completa do ciclo: • Potência necessária para acionar a carga ou.DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão h) Regime de funcionamento contínuo com mudança periódica na relação carga/velocidade (S8) Seqüência de ciclos de regimes idênticos. correspondentes a diferentes rotações. de modo que o motor vai se aquecendo e resfriando parcialmente a cada ciclo. frenagens por contra-corrente. . onde a potência varia no período de carga). de cada uma das velocidades nominais que constituem o ciclo. Designação do Regime Tipo O regime tipo é designado pelo símbolo descrito no item 6. seguidos de um ou mais períodos de funcionamento a outras cargas constantes. • Momento de inércia total (GD2/4 ou J) da máquina acionada.2. o período é geralmente curto demais para que seja atingido o equilíbrio térmico. etc. θmáx = temperatura máxima atingida.. se ela varia conforme um gráfico de potência requerida durante um ciclo (a figura 6. nfnfnd nd nfnfnd nd nfnfnd nd Figura 6. reversões. • Duração dos períodos em carga e em repouso ou vazio. NOTA: Nos regimes S3 e S8. c) S8.10 mostra um gráfico simples. existe reversão ou frenagem por contra-corrente. No caso dos regimes S4, S5, S7 e S8, outras indicações a serem acrescidas à designação, deverão ser estipuladas mediante acordo entre fabricante e comprador. NOTA: Como exemplo das indicações a serem acrescidas, mediante o referido acordo às designações de regimes tipo diferentes do contínuo, citam-se as seguintes, aplicáveis segundo o regime tipo considerado: a) Número de partidas por hora; b) Número de frenagens por hora; c) Tipo de frenagens; d) Constante de energia cinética (H), na velocidade nominal, do motor e da carga, esta última podendo ser substituída pelo fator de inércia (FI). NOTA: Constante de energia cinética é a relação entre a energia cinética (armazenada no rotor à velocidade de rotação nominal) e a potência aparente nominal. Fator de inércia é a relação entre a soma do momento de inércia total da carga (referido ao eixo do motor) e do momento de inércia do rotor. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 6.2.3. Potência Nominal É a potência que o motor pode fornecer, dentro de suas características nominais, em regime contínuo. O conceito de potência nominal, ou seja, a potência que o motor pode fornecer, está intimamente ligado à elevação de temperatura do enrolamento. Sabemos que o motor pode acionar cargas de potências bem acima de sua potência nominal, até quase atingir o conjugado máximo. O que acontece, porém é que, se esta sobrecarga for excessiva, isto é, for exigida do motor uma potência muito acima daquela para a qual foi projetado, o aquecimento normal será ultrapassado e a vida do motor será diminuída, podendo ele, até mesmo, queimar-se rapidamente. Deve-se sempre ter em mente que a potência solicitada ao motor é definida pelas características da carga, isto é, independentemente da potência do motor, ou seja: para uma carga de 800cv solicitada de um motor, por exemplo, independentemente deste (o motor) ser de 600cv ou 1000cv, a potência solicitada ao motor será de 800cv. 6.2.4. Potência Equivalente Evidentemente um motor elétrico deverá suprir à máquina acionada a potência necessária, sendo recomendável que haja uma margem de folga (entre 5 e 10%), pois pequenas sobrecargas poderão ocorrer; ou ainda, dependendo do regime de serviço, o motor pode eventualmente suprir mais ou menos potência. Apesar das inúmeras formas normalizadas de descrição das condições de funcionamento de um motor, é freqüentemente necessário na prática, avaliar a solicitação imposta ao motor por um regime mais complexo que aqueles descritos nas normas. Uma forma usual é calcular a potência equivalente pela fórmula: dt . P(t)T Onde: Pm = potência equivalente solicitada ao motor; P(t) = potência, variável com o tempo, solicitada ao motor; T = duração total do ciclo (período). O método é baseado na hipótese de que a carga efetivamente aplicada ao motor acarretará a mesma solicitação térmica que uma carga fictícia, equivalente, que solicita continuamente a potência Pm. Baseia-se também no fato de ser assumida uma variação das perdas com o quadrado da carga, e que a elevação de temperatura é diretamente proporcional às perdas. Isto é verdadeiro para motores que giram continuamente, mas são solicitados intermitentemente. Assim, Figura 6.10 - Funcionamento contínuo com solicitações intermitentes. No caso do motor ficar em repouso entre os tempos de carga, a refrigeração deste será prejudicada. Assim, para os motores onde a ventilação esta vinculada ao funcionamento do motor (por exemplo, motores totalmente fechados com ventilador externo montados no próprio eixo do motor) a potência equivalente é calculada pela fórmula: Onde: Pi = cargas correspondentes; ti = tempos em carga; tr = tempos em repouso. Figura 6.1. - Funcionamento com carga variável e com repouso entre os tempos de carga. 6..3FATOR DE SERVIÇO ((FS)) DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Chama-se fator de serviço (FS) o fator que, aplicado à potência nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob condições especificadas. Note que se trata de uma capacidade de sobrecarga contínua, ou seja, uma reserva de potência que dá ao motor uma capacidade de suportar melhor o funcionamento em condições desfavoráveis. Entretanto, no fator de serviço as normas permitem que exista um acréscimo de 10ºC na elevação de temperatura da classe. O fator de serviço não deve ser confundido com a capacidade de sobrecarga momentânea, durante alguns minutos. Os motores WEG podem suportar sobrecargas até 60% da carga nominal, durante 15 segundos. O fator de serviço FS=1.0, significa que o motor não foi projetado para funcionar continuamente acima de sua potência nominal. Isto, entretanto, não muda a sua capacidade para sobrecargas momentâneas. 6..4VELOCIDADE NOMINAL É a velocidade (rpm) do motor funcionando à potência nominal, sob tensão e freqüência nominais. Conforme visto no capítulo 2, item 2.4.3, este depende do escorregamento e da velocidade síncrona. s% - 1 . n = ns[rpm] A velocidade síncrona ns é função do número de pólos e da freqüência de alimentação: 2p f . 120 = p f . 60 = ns[rpm] 6..5 CORENTE NOMINAL ((A)) É a corrente que o motor absorve da rede quando funciona à potência nominal, sob tensão e freqüência nominais. O valor da corrente nominal depende do rendimento (η) e do fator de potência (cosϕ) do motor: ϕηϕηcosV . 3 cosV . 3 Os valores típicos de corrente, rendimento e fator de potência, são mostrados nos catálogos. 6..6RENDIMENTO O rendimento depende do projeto e do tipo do motor, sendo seu valor influenciado pela parcela de energia elétrica transformada em energia mecânica e, portanto, das perdas (elétricas e mecânicas) que se apresentam e que, no final, são obtidas pela diferença entre a potência fornecida e a recebida. Há dois métodos principais para determinação do rendimento: o direto e por adição das perdas. No caso de valores garantidos, a norma NBR 7094 (ABNT) permite as seguintes tolerâncias: 12 . medida em kW e a potência aparente medida em kVA. No diagrama da figura 6.7FATOR DE POTÊNCIA DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Um motor não consome apenas potência ativa. I . I . chama-se fator de potência. o vetor P representa a potência ativa e o Q a potência reativa.. A norma NBR 7094 (ABNT) admite uma tolerância para o fator de potência de: -1/6 de (1-cosϕ) 6. Estes valores são representados genericamente na figura abaixo: Figura 6. sub-transmissão e distribuição. a portaria do DNAEE número 85.1. indicam os valores típicos do rendimento em função da carga (50%. 3 = Qϕ Figura 6. quando maior o rendimento. V .7. que não produz trabalho. A relação entre a potência ativa.13.Curvas características típicas de desempenho de motores de indução trifásicos. Primeiro. V .0. 3 = Pϕ [VAr]sen . porque um rendimento alto significa perdas baixas e. um menor aquecimento do motor.15 .0.0.15(1 . 6. por dois motivos. Importância do Rendimento É importante que o motor tenha um rendimento alto. menor a potência absorvida da rede. [VA] I .Triângulo de potências. .η).1. 75% e 100% de carga).6. menor o custo da energia elétrica paga. (1 .η).851: . Os catálogos dos motores Weg.20. que somadas resultam na potência aparente S. b) Tolerância pelo calculo direto (Potência no eixo / Potência absorvida): .η) a) Tolerância pela adição das perdas: • Motores com rendimento igual ou inferiores a • Motores com rendimento superior a 0. Segundo. 6.85 para 0. O rendimento varia com a carga solicitada do motor. mas também potência reativa necessária para magnetização da chapa. portanto. e portanto.0. porque. (1 .13. A mudança do fator de potência dá maior disponibilidade de .92. V . de 25 de março de 1992. Importância do Fator de Potência Visando otimizar o aproveitamento do sistema elétrico brasileiro. reduzindo o trânsito de energia reativa nas linhas de transmissão. depois convertida em trabalho mecânico. determina que o fator de potência de referência das cargas passe de 0. 3 = S [W] cos .851: . A classificação dos métodos de resfriamento foram definidos conforme a norma ABNT-NBR 5110 e/ou IEC-60034.95 arccos = 30. com fator de potência original de 0. é imprescindível a utilização de motores com potência e características bem adequadas à sua função.95.1.2.86 e um rendimento de 96%. Os sistemas usuais de refrigeração são apresentados a seguir. o ar ambiente. operando com 100% da potência nominal. Qual é o valor do banco de capacitores necessário para corrigir o fator de potência do motor? Solução: PM = 736kW∴ 766. O aumento do fator de potência é realizado em geral.7. normalmente um capacitor ou motor síncrono super excitado em paralelo com a carga. o retorno de investimento não é satisfatório.2 = 0. a saber. P = Qtan . A maneira pela qual é feita a troca de calor entre as partes aquecidas do motor e o ar ambiente é que define o "Sistema de Refrigeração" do motor. representa mais de 60% do consumo de energia.1.6. utilizando bancos de capacitores (mais usado) ou modificando o projeto do motor elétrico. Os catálogos Weg indicam os valores típicos desta variação que são também representados na figura 6. P = Q DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 7. O fator de potência desejado é de 0.67kW = 0. ou seja..12.96 736 = P = Pconsumidaη °ϕ°ϕ18.potência ativa no sistema. pois dentro das indústrias. O fator de potência varia com carga imposta ao motor. com a ligação de uma carga capacitiva. REFRIGERAÇÃO As perdas são inevitáveis no motor e o calor gerado por elas deve ser dissipado.86 arccos = 21 ϕϕ2cons21cons1 tan . já que a energia reativa limita a capacidade de transporte de energia útil. Ventilação Axial • Motor totalmente fechado (Linha HGF) IC 0411 (ventilador externo no próprio eixo do motor) IC 0416 (ventilador externo com motor auxiliar) . Correção do Fator de Potência Existem dois meios para elevar o fator de potência do motor. trifásico de 1000cv (736kW). transferido para o elemento de resfriamento do motor. 7. Logo. Este último método não é muito utilizado. usualmente.1SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO 7. 6. O motor elétrico é uma peça fundamental.7= 0. pois eleva muito o preço do motor. Por exemplo: Um motor elétrico. 4 . canais axiais no pacote de chapas do rotor e da carcaça. o motor pode apresentar proteção IP23. O motor possui um ventilador interno acoplado no eixo. MAD) IC 3 Neste sistema.1a. o qual aspira o ar ambiente que passa através da máquina.Motor totalmente fechado com trocador de calor ar-ar. . o motor apresenta um ventilador acoplado internamente no eixo. • Aberto (AUTO-VENTILADO) (MGA. Figura 7. Figura 7. IP24. como mostra a figura abaixo: Figura 7. Possui um ventilador interno e um externo acoplados ao eixo. MAW) IC W 37A81 O motor com trocador de calor ar-água pode apresentar proteção IP55 ou superior.1b.Motor totalmente fechado com ventilação externa independente. O motor apresenta proteção IP55 ou superior. Possui um ventilador interno e um Há ainda. o qual aspira o ar de um recinto não contaminado que.Motor totalmente fechado com ventilação externa.3a . caracterizando um motor aberto. Proteção IP55 ou superior. MGP MAA. Figura 7.Máquina totalmente fechada. Possui um ventilador interno acoplado ao eixo. • Auto-ventilado por dutos (MGD. AGA) IC 01 Neste sistema. Ventilação Mista .Carcaças 355 a 500 na Linha Master (Canais Axiais e Radiais) • Trocador de calor ar-ar (MGF. Figura 7.1. . Figura 7. O trocador de calor é montado na parte superior do motor.3b . .2. fazendo assim a troca de calor. 7.2.Motor aberto (AGA) DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão • Trocador de calor ar-água (MGW. caracterizando um motor fechado. resfriada por ventilador e carcaça aletada (externa e internamente). é devolvido ao meio ambiente.Motor aberto (MGP). . após atravessar o motor. MAF) IC 0611 O motor pode apresentar proteção IP55 ou superior.Motor com trocador de calor ar-água. 5 . motor aberto (MGV. devolvido ao meio ambiente. O motor pode apresentar proteção IP55 ou superior. Figura 7.9 . Figura 7.Motor com ventilação independente e trocador de calor ar-ar. e em seguida.Motor aberto com ventilação independente. • Ventilação independente.Linha Master (Canais Radiais) • Trocador de calor ar-ar (MGF. dutos Figura 7.6 .8 . Pode apresentar proteção IP55 ou superior. .Motor auto-ventilado por dutos. O trocador de calor é montado na parte superior do motor. Ventilação Bilateral Simétrica . MAT) IC 35 O ar é aspirado de um recinto não contaminado e canalizado através de dutos até o motor.3.Carcaças 560 a 1000 . DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão • Ventilação independente com trocador de calor ar-água (MGL. MAI) IC 0666 Neste sistema existe um ventilador independente que força a circulação interna do ar.Figura 7. • Ventilação independente por dutos (MGT.Motor com ventilação independente por 7. Pode apresentar proteção IP55 ou superior. MAV) IC 06 O ar ambiente é forçado a circular através do motor por um ventilador independente acoplado no topo do motor.10 . MAL) IC W 37A86 Neste sistema existe um ventilador independente que força a ventilação do ar internamente ao motor através do trocador de calor ar-água. Proteção IP23. • Ventilação independente com trocador de ar-ar (MGI. O outro ventilador independente aspira o ar ambiente e o faz circular através do trocador de calor ar-ar. Possui ventiladores internos e externo acoplados ao eixo.Motor totalmente fechado com trocador de calor ar-ar. MAF) IC 0611 O motor pode apresentar proteção IP55 ou superior. Figura 7. Figura 7.Motor com ventilação independente com trocador de calor ar-água.7 .1. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão . Grau de proteção IP23. MAV) IC 06 O ar ambiente é forçado a circular através do motor por dois ventiladores independentes acoplados no topo do motor. MAD) IC 3 Neste sistema. Figura 7. • Ventilação independente com trocador de ar-ar (MGI. MAA) IC 01 Neste sistema. fazendo assim a troca de calor: Figura 7. Grau de proteção IP55 ou superior.15 .Motor aberto com ventilação independente. o motor pode apresentar proteção IP23.13 . Possui dois ventiladores internos acoplados ao eixo. é devolvido ao meio ambiente. O outro ventilador independente aspira o ar ambiente e o faz circular através do trocador de calor ar-ar. caracterizando um motor fechado. devolvido ao meio ambiente. e em seguida.14 .Motor auto-ventilado por dutos. o motor apresenta dois ventiladores acoplados internamente ao eixo. Figura 7. • Auto-ventilado por dutos (MGD. O motor possui dois ventiladores acoplados ao eixo.12 . Grau de proteção IP55 ou superior. os quais aspiram o ar ambiente que passa através da máquina. • Ventilação independente. após atravessar o motor.Motor aberto. Figura 7. o qual aspira o ar de um recinto não contaminado que. IP24. MGP. MAI) IC 0666 Neste sistema existe um ventilador independente que força a circulação interna do ar. MAW) IC W 37A81 O motor com trocador de calor ar-água pode apresentar proteção IP55 ou superior. motor aberto (MGV. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão • Trocador de calor ar-água (MGW. caracterizando um motor aberto.Motor com trocador de calor ar-água. Figura 7.1 .• Aberto (AUTO-VENTILADO) (MGA.Motor com ventilação independente e trocador ar-ar. Grau de proteção IP55 ou superior. • Ventilação independente por dutos (MGT. MAL) IC W 37A86 Neste sistema existe um ventilador independente que força a ventilação do ar internamente ao motor através do trocador de calor ar-água. Figura 7.Motor com ventilação independente por dutos. DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão 8. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS Todos os motores elétricos têm em comum vários elementos construtivos. MAT) IC 35 O ar é aspirado (através de dois motoventiladores) de um recinto não contaminado e canalizado através de dutos até o motor. Entre os .• Ventilação independente com trocador de calor ar-água (MGL.17 .16 . cada tipo de motor possui certos elementos específicos que o caracterizam.Motor com ventilação independente com trocador ar-água. Adicionalmente. Figura 7. Grau de proteção IP55 ou superior. carcaça fundida.Linha "M".1. ventiladores externos e internos. a saber: Figura 8. guias de ar. estão as partes estruturais como: carcaça. Embora as partes ativas (como pacotes de chapas do estator. acessórios. etc.Linha "AGA". arranjo e construção dos enrolamentos e nos núcleos ferro magnético produzem diferentes características de funcionamento. Figura 8. alumínio ou fibra de vidro também são materiais usados para alguns desses itens.1CARCAÇAS Abaixo temos três figuras que mostram as principais carcaças de motores de indução de alta tensão produzidas pela Weg Máquinas. tampas. Guias de ar. carcaça fundida. carcaça fundida. carcaça soldada..2 .Linha "M". tampas defletoras são normalmente feitos de chapa de aço.Linha "H".elementos comuns a todos os tipos de motores. trocadores de calor. rotor. flange. .3 . caixas de ligação principal e dos acessórios. do rotor e enrolamentos) possam ser consideradas substancialmente semelhantes nos diversos tipos de motores. . flanges e ventiladores poderão ser de ferro fundido ou chapa de aço. significativas diferenças no número. . estator. trocador de calor). Figura 8. Figura 8. caixas de ligação e de acessórios. 8.4. mancais. Os materiais empregados para carcaça. b) Motores Linha "H": Carcaça formada por um bloco de ferro fundido de alta resistência dotada de aletas externas e internas e canais de ventilação para o fluxo de ar. .DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão a) Motores Linha "M": Construída em ferro fundido nas carcaças IEC 280 a 400 e da carcaça IEC.8b. Todo o conjunto da carcaça recebe um tratamento de normalização para alívio de tensões provocadas pela solda.. Figura 8. Todo o conjunto é protegido por tinta anticorrosiva. Figura 8. Apresenta como vantagem adicional o fato do material não ser suscetível a corrosão ativa. . .Motor da linha "H". .7. formando um conjunto sólido e robusto que é base estrutural da máquina.6. .Trocador de calor ar-ar montado em cima do motor. • Paredes e o corpo de trocador em chapas de aço 1010/20. Figura 8. sendo basicamente composto por: • Tubos de alumínio sem costura com parede de 0.Trocador de calor ar-ar montado em volta do estator. 450 e acima com chapas de aço 1010/20.5.Motor da linha "M". 8.2TROCADOR DE CALOR DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão a) Trocador de Calor Ar-Ar: Este sistema de arrefecimento é um dos mais difundidos dentre os sistemas de refrigeração de motores. Figura 8.8a. com o objetivo de proporcionar o máximo desempenho. sendo suas junções feitas através de solda tipo "MIG". Figura 8. c) Motores Linha "AGA": Construída em ferro fundido nas carcaças 280 e 315. Os motores são submetidos à pintura interna após tratamento térmico.Motor da linha ''AGA''.1mm ou especiais em tubos de aço ou cobre. . através do trocador. Figura 8.Trocador de calor ar-água. Os trocadores de calor ar-água são formados por tubos de cobre ou latão.b) Trocador de Calor Ar-Água: Eletricamente este motor possui a eficiência de um motor aberto. Todo conjunto é protegido por tinta anti-corrosiva. é movimentado pelo ventilador montado no motor auxiliar do trocador. . é movimentado pelo ventilador montado no eixo do motor. .9a.. O movimento do ar interno do motor.3ESTATOR DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão .9a. 8. Figura 8.Trocador de calor ar-água. através do trocador. O movimento do ar interno do motor. Neste sistema o calor é absorvido pela água que circula no interior do radiador. para as carcaças 280 à 500 (inclusive) o pacote de chapas do estator recebe ventilação é mista (axial e radial). Com o aumento do nível de tensão. Figura 8. ocasionadas pela proximidade dos condutores. ou aço-silício. . é realizado para comprovar a uniformidade da produção bem como serve para determinar o comportamento térmico e a rigidez dielétrica do isolamento.Pacote de estator da linha H. este tipo de ventilação é a mais eficiente. A medição de perdas no dielétrico. descargas elétricas poderão ocorrer. a partir de 5kV. Ainda. Figura 8.Processo mecanizado de formatação das bobinas. Caso a tensão aplicada exceda a rigidez dielétrica do ar dá-se o aparecimento do efeito corona que é uma forma de descarga elétrica. O fio condutor de cobre é nu ou esmaltado com verniz classe H (180°C) e recoberto com fita a base de mica (meia sobreposta).10. ou tangente delta (tag δ -Tangente delta). 8. o que facilita a dissipação do calor. As bobinas são revestidas com fitas a base de mica em "estágio B" (catalisadas).1. o teste de curto-circuito (teste de impulso) entre espiras é realizado para detectar curto entre espiras.O núcleo do estator é formado por chapas magnéticas de baixas perdas específicas (W/kg). O teste de tensão aplicada é executado antes da impregnação a vácuo e pressão e após a impregnação realiza-se novamente a tensão aplicada para garantir a qualidade do sistema de isolamento após todas as etapas do processo de fabricação.Pacote de estator da linha M. .. o estator é dimensionado com canais radias para receber a ventilação radial. Na linha "H" o estator recebe ventilação axial já que o estator está prensado na carcaça. Acima da 500.12.4BOBINAGEM O enrolamento do estator é formado por bobinas pré-formadas de fio de seção retangular. devido a grande área interna. é colocada uma fita semi-condutora (cinza) para equalização do gradiente de potencial na saída do pacote do estator que consiste de falso tecido de poliester e uma resina especial em estágio B que contém partículas de carbeto de silício que dão as características necessárias para equalização do potencial. Na linha "M". . . a partir de 6kV. Para minimizar estes efeitos as bobinas são ainda revestidas com fita condutora (preta) a base de carbono. Após a inserção das bobinas e fechamento das ranhuras. Figura 8. Laboratório de bobinagem de alta tensão.Processo mecanizado de isolação das bobinas (parte reta da bobina). O processo anterior a impregnação é composto da seguinte maneira: • Enrolar a bobina com a ajuda de um molde. .13b . Figura 8. fabricação e isolação das bobinas (cabeça de bobina).13a.DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Figura 8. . • Inserção e amarração das bobinas no pacote do estator (figura 8. Figura 8. .• Compactação (prensa) das partes retas. . . • Isolação mecanizada das partes retas e parte das cabeças de bobina (figura 8.14 e 8. .15). Figura 8.Ligação das bobinas e amarração das cabeças de bobina.13b). • Isolação das cabeças de bobina (figura 8. • Conformação das bobinas (forma final) – (figura 8.13a). Figura 8.Inserção das bobinas nas ranhuras do estator.12).14a.15.Inserção das bobinas nas ranhuras do estator.14b. projetados para proporcionar: • Altos conjugados de partida com baixas correntes com a facilidade de construção de ranhuras que simulam a dupla gaiola. Figura 8. .5.I.P.5bar) imerso em resina a base de epóxi não catalisada. . Figura 8. • Baixo custo comparado com o rotor de barras de cobre. . Após a impregnação o pacote do estator vai para a estufa onde ocorre o processo de polimerização e cura. o material das ranhuras e do cobre formarem um bloco único.17.19. Figura 8. isto porque.5mbar) e pressão (3.Laboratório de impregnação (V. .Rotor de alumínio injetado.I.Estufa (processo de polimerização e cura.DT-6 – Motores Elétricos Assíncronos de Alta Tensão Após este processo. . • Excelente rigidez mecânica. O resultado obtido é uma impregnação sem bolhas de ar (vazios) e excelente rigidez dielétrica e mecânica de conjunto.18. (Vacuum Pressure Impregnation) através de vácuo (0. • Suporta grande sobre-elevação de temperatura durante a partida.) de alta tensão.P. 8.5ROTOR 8.. Figura 8.16.Tanque de impregnação a vácuo. • A partida de cargas com elevado momento de inércia. o pacote do estator é impregnado pelo sistema V.1. Rotor de Gaiola a) Rotor injetado: Os rotores de gaiola de alumínio injetado são fabricados com processo de temperatura e pressão controlada.