CLASSIFICAÇÃO DE MOTORES ELETRICOS

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OBS: Esta expressão vale para carga formada por resistências, onde não há defasagem da corrente.

Cargas reativas: Para as “cargas reativas”, ou seja, onde existe defasagem, como é o caso dos motores de indução, esta defasagem tem que ser levada em conta a expressão fica:

P = [pic 10] x U x I x cos ϕ ( W )

A unidade de medida usual para potencia elétrica é o watt (W), corresponde a 1volt x 1 ampére, ou seu múltiplo, o quilowatt = 1000 watts. Esta unidade também é usada para medida de potência mecânica.

A unidade de medida usual para elétrica é o quilo-watt-hora (kwh) correspondente à energia fornecida por potência de 1kw funcionando durante uma hora – é a unidade que aparece, nas contas de luz.

Potência aparente, ativa e reativa: Potência aparente (S), É o resultado da multiplicação da tensão pela corrente ( S = U . I para sistemas monofásicos e S = [pic 11] . U . I , para sistemas trifásicos). corresponde à potência real ou “potência ativa”, que existiria se não houvesse defasagem da corrente, ou seja, se a carga fosse formada por resistências. Então:

S = P / cos ϕ ( V . A )

Evidentemente, para as cargas resistivas, cos ϕ = 1 e a potência ativa se confunde com a potência aparente. A unidade de medida para potência aparente é o volt-ampére (VA) ou seu múltiplo, quilo-volt-ampére (KVA).

Potência ativa (P):

É a parcela da potência aparente que realiza trabalho, ou seja, que é transformada em energia.

P = [pic 12] x U x I x cos ϕ ( W ) ou P = S . cos ϕ ( W )

Potência reativa (Q): É a parcela da potência aparente que “não” realiza trabalho. Apenas é transferida e armazenada nos elementos passivos (capacitores e indutores)do circuito.

Triângulo de potências:

[pic 13][pic 14][pic 15]

S

Q

ϕ [pic 16]

[pic 17][pic 18]

P

Fator de potência: O fator de potência indicado por cos ϕ, onde ϕ é o ângulo de defasagem da tensão em relação à corrente, é a relação entre a potência real (ativa) P e a potência aparente S.

cos ϕ = P / S = P (KW) x 1000 / [pic 19] x U . I

Assim:

- carga resistiva: cos ϕ = 1

- carga indutiva: cos ϕ atrasado

- carga capacitiva cos ϕ adiantado

Os termos, atrasado e adiantado, referem-se à fase da corrente em relação à fase de tensão.

Rendimento: O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e a transforma em energia mecânica disponível no eixo. O rendimento define com que é feita esta transformação.

Chamado “potência útil” Pu, a potência mecânica disponível no eixo e “potência absorvida” Pa, a potência elétrica que o motor tira da rede, o rendimento será a relação entre as duas, ou seja,

η = Pu (W) / Pa (W) = 736 x P (cv) / [pic 20] . U .I cos ϕ = 1000 x P (kW) / [pic 21] . U .I cos ϕ

ou

η% = 736 x P (cv) x 100

[pic 22] . U . I cosϕ[pic 23]

Velocidade síncrona (ns) :A velocidade síncrona, é definida pela velocidade de rotação do campo girante, a qual depende do nº de pólos (2p) do motor e da freqüência (f) da rede, em hertz.

Os enrolamentos podem ser construídos com um ou mais pares de pólos, que se distribuem alternadamente ( um norte e um sul ) ao longo da periferia do núcleo magnético. O campo girante percorre um par de pólos(p) a cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem pólos ou p pares de pólos, a velocidade do campo será:

ns = 60 x f / p = 120 x f / 2p (rpm)

note que o nº de pólos do motor terá que ser sempre par,para formar os pares de pólos. Para as freqüências e polaridades usuais, as velocidades síncronas são:

Nº de pólos

Rotação síncrona por minuto

60 hertz

50 hertz

2

3.600

3.000

4

1.800

1.500

6

1.200

1.000

8

900

750

Para motores de dois pólos, o campo percorre uma volta a cada ciclo. Assim, os graus elétricos equivalem aos graus mecânicos. Para motores com mais de dois pólos, teremos de acordo com o nº de pólos, um giro geométrico menor, sendo inversamente proporcional a 360º em dois pólos.

Escorregamento (s): Se o motor gira numa velocidade diferente da velocidade síncrona, ou seja, diferente da velocidade de campo girante, o enrolamento do rotor “corta” as linhas de força magnéticas do campo e, pelas leis de eletromagnetismo, circularão nele correntes induzidas.

Quanto maior a carga, maior terá que ser o conjugado necessário para acioná-la. Para obter o conjugado, terá que ser maior a diferença de velocidade para que as correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores. Portanto, a medida que a carga aumenta, cai a rotação do motor. Quando a carga é zero ( motor vazio), o rotor gira praticamente com a rotação síncrona. A diferença entre a velocidade do motor n e a velocidade síncrona ns, chama-se escorregamento s, que pode ser expresso em rpm, como fração da velocidade síncrona, ou como porcentagem desta:

S (rpm) = ns – n ; s = ns – n / ns

S (%) = ns – n x 100[pic 24]