Motores de Indução - Parte 3

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Motores de Indução - Parte 3

  1. 1. Motor de Indução Controle de velocidade e características de partida Jim S. Naturesa
  2. 2. Corrente de partida • A corrente de partida de um motor de indução trifásico pode ser de 8 a 10 vezes maior do que a corrente nominal. • Partida direta. • A partida direta pode levar a uma elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede. • O sistema de proteção (cabos, contatores, disjuntores) deverá ser super dimensionado, ocasionando um custo elevado. Faculdade de Engenharia
  3. 3. Corrente de partida • Partida indireta. • Para a partida indireta podem ser utilizados os seguintes métodos: • Chave estrela-triângulo; • Chave compensadora ou autotransformador; • Chave de partida estática ou soft-start; • Inversor de freqüência; • Reostato para motores de anéis. Faculdade de Engenharia
  4. 4. Chave Estrela-Triângulo • Os motores devem ter no mínimo seis bornes de ligação. • A partida estrela-triângulo poderá ser utilizada quando a curva de conjugado (torque) do motor for suficientemente elevada para poder garantir a aceleração da máquina com corrente reduzida. • Na ligação em estrela , o conjugado fica reduzido entre 25 a 33% do conjugado de partida na ligação triângulo. Faculdade de Engenharia
  5. 5. Chave Estrela-Triângulo Faculdade de Engenharia
  6. 6. Chave Estrela-Triângulo Faculdade de Engenharia
  7. 7. Chave Compensadora (Autotransformador) • A chave compensadora pode ser usada para a partida de motores sob carga. • Ela reduz a corrente de partida, evitando uma sobrecarga no circuito. • A tensão na chave compensadora é reduzida através de autotransformador que possui normalmente taps de 50, 65 e 80% da tensão nominal. Faculdade de Engenharia
  8. 8. Chave Compensadora (Autotransformador) Faculdade de Engenharia
  9. 9. Característica torque versus velocidade Faculdade de Engenharia
  10. 10. Exemplo Faculdade de Engenharia
  11. 11. Exemplo Faculdade de Engenharia
  12. 12. Soft-Starter • O soft-starter utiliza um conjunto de pares de tiristores para o processo de aceleração. • No final do período de partida, a tensão atinge seu valor pleno após uma aceleração suave ou rampa ascendente. • Além da vantagem do controle da tensão durante a partida, a chave eletrônica apresenta, também, a vantagem de não possuir partes móveis. Faculdade de Engenharia
  13. 13. Soft-Starter Faculdade de Engenharia
  14. 14. Inversor de Freqüência • Com a utilização de um inversor podemos alterar a velocidade de um motor de indução sem comprometer seu torque de saída. • Acionamentos de freqüência variável podem influenciar positivamente a vida útil de um motor, por exemplo, velocidades baixas significam uma menor fadiga nos rolamentos, ventoinhas e elementos girantes. • A partida suave elimina os altos esforços nos enrolamentos do estator e nas barras do rotor. Faculdade de Engenharia
  15. 15. Inversor • Devem ser verificadas alguns aspectos importantes com relação aos inversores: • Harmônicas; • Faixa de velocidade e • Aspectos na partida. Faculdade de Engenharia
  16. 16. Inversor - problemas • A distorção harmônica é a combinação da tensão (ou corrente) fundamental com componentes de freqüência múltipla inteira. • Normalmente é causada por dispositivos não- lineares de conversão, como ponte de retificadores, compensadores controlados a tiristores etc. • Os efeitos das harmônicas geradas pelo acionamento podem afetar a operação, vida útil e desempenho do motor e da instalação elétrica. Faculdade de Engenharia
  17. 17. Inversor - problemas Faculdade de Engenharia
  18. 18. Inversor - problemas Faculdade de Engenharia
  19. 19. Distúrbios em função da freqüência Faculdade de Engenharia
  20. 20. Faixa de velocidade • Os dados reais de carga devem ser fornecidos para os fornecedores de motores a fim de assegurar-se que o motor será capaz de partir e acelerar a carga e funcionar dentro do limites especificados de temperatura e sob condições de operação. • Na maioria das aplicações com velocidade variável, a máxima velocidade de operação é ou está perto da rotação nominal de um motor padrão conectado diretamente à rede. Faculdade de Engenharia
  21. 21. Faixa de operação • A mínima velocidade de operação deve ser especificada na folha de dados da máquina, tendo em vista que o sistema de refrigeração do motor está ligado intimamente à sua rotação. • Operação à velocidade crítica (ressonância) pode resultar em níveis de vibração altos que podem levar à falha por fadiga dos componentes do acionamento. Faculdade de Engenharia
  22. 22. Aspectos na partida • Um aspecto positivo na operação de motores com acionamento é a partida suave. • A maioria das aplicações são projetadas para manter a relação V/Hz constante, mantendo assim o fluxo eletromagnético no entreferro do motor uniforme. Logo nas baixas freqüências a tensão também será baixa. • Durante as partidas o acionamento controla a tensão e freqüência para permitir que o motor trabalhe próximo do escorregamento e fluxo nominais e esteja operando, na porção estável da curva torque versus rotação. Faculdade de Engenharia
  23. 23. Curva V/Hz Faculdade de Engenharia
  24. 24. Curva torque versus rotação com inversor de freqüência Faculdade de Engenharia
  25. 25. Reostato para motores de anéis Faculdade de Engenharia
  26. 26. Reostato para motores de anéis Faculdade de Engenharia
  27. 27. Curva característica Faculdade de Engenharia
  28. 28. Quadro resumo Faculdade de Engenharia
  29. 29. Referências Centro de Treinamento Weg. Características e especificações de motores de alta tensão WEG – DT-6. Deckmann, S. Avaliação da Qualidade de Energia Elétrica. Apostila de curso. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação – UNICAMP. Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley & Sons. Faculdade de Engenharia

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