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Tipos de Máquinas Rotativas: Motores Síncronos e Asíncronos, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Uma comparação entre motores síncronos e asíncronos, dois tipos básicos de máquinas rotativas elétricas. O texto explica as diferenças entre eles, incluindo suas características, como custo, velocidade, e tipo de alimentação. Além disso, são discutidos os tipos de construção de pólos de uma máquina síncrona e os fatores que determinam a escolha do tipo construtivo. O documento também menciona aplicações comuns de motores síncronos em diferentes setores industriais.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 11/12/2010

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carlos-flores-15 🇧🇷

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AL. Carlos Eduardo Moreira Flores Turma 341 Eletrotécnica
F 0 F E1. Cite os tipos básicos de máquinas rotativas e explique as diferenças entre elas.
Motores de corrente contínua
São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente
contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua.
Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles
de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que
estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no caso da
alimentação usada ser contínua, como no caso das pilhas em brinquedos.
Motores de corrente alternada
São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em
corrente alternada. Seu princípio de funcionamento é baseado no campo girante, que
surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicada em pólos
defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as correntes são defasadas 120º
elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o campo de maior intensidade,
causando a associação vetorial desse efeito o campo girante.
Os principais tipos são:
1. Motor síncrono: funciona com velocidade estável; utiliza-se de um induzido que
possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao
processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se
necessita de velocidades estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode
ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante.
2. Motor de indução: funciona normalmente com velocidade constante, que varia
ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande
simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo
adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na
prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos motores de
indução com o auxílio de conversores de freqüência.
A classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais
detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos
do assunto:
Motores CC (corrente contínua)
Ímã Permanente com ou sem escova (motor CC brushless)
Série
Universal
Shunt ou paralelo
Composto
Motores CA (corrente alternada)
Assíncrono (de indução)
Polifásico
Rotor gaiola ou em curto-circuito
Rotor enrolado ou bobinado
Monofásico
Rotor gaiola ou em curto-circuito
Fase dividida
Síncrono
Polifásico
Monofásico
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AL. Carlos Eduardo Moreira Flores Turma 341 Eletrotécnica

F 0 F E1. Cite os tipos básicos de máquinas rotativas e explique as diferenças entre elas.

Motores de corrente contínua São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no caso da alimentação usada ser contínua, como no caso das pilhas em brinquedos. Motores de corrente alternada São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Seu princípio de funcionamento é baseado no campo girante , que surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicada em pólos defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as correntes são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de pólos possui o campo de maior intensidade, causando a associação vetorial desse efeito o campo girante. Os principais tipos são:

  1. Motor síncrono: funciona com velocidade estável; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante.
  2. Motor de indução: funciona normalmente com velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de conversores de freqüência. A classificação dos motores elétricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada é um tanto complexa e quase sempre leva a confusões mesmo de estudiosos do assunto: Motores CC (corrente contínua) Ímã Permanente com ou sem escova (motor CC brushless) Série Universal Shunt ou paralelo Composto Motores CA (corrente alternada) Assíncrono (de indução) Polifásico Rotor gaiola ou em curto-circuito Rotor enrolado ou bobinado Monofásico Rotor gaiola ou em curto-circuito Fase dividida Síncrono Polifásico Monofásico

Ímã permanente Histerese Relutância De passo Ímã Permanente

F 0 F E 2. Quais as possibilidades básicas de construção para máquinas síncronas. Quais delas é a mais utilizada? Justifique CONSTRUÇÃO Os motores síncronos WEG podem ser fabricados nas formas construtivas B3, D5 ou D6 e com mancais de rolamentos lubrificados a graxa ou mancais de deslizamento lubrificados a óleo. Os mancais de deslizamento podem ser montados em pedestais ou junto às tampas, tornando-se parte integrante do motor.Motores de baixa polaridade e alta rotação normalmente possuem comprimento do pacote do rotor relativamente longo em comparação com o seu diâmetro Motores de alta polaridade e baixa rotação, normalmente possuem comprimento do pacote do rotor relativamente pequeno em comparação com o seu diâmetro.

SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO É o mais utilizado por serem motores de grandes potências. Os tipos de refrigeração mais utilizados são: - Motores abertos autoventilados, Grau de Proteção IP23; - Motores fechados com trocador de calor ar-ar, Grau de Proteção IP54 a IPW65;

  • Motores fechados com trocador de calor ar-água, Grau de Proteção IP54 a IPW65.

F 0 F E 3. Explique duas formas de alimentação do enrolamento de campo.

  1. Excitatriz estática (com escovas) Motores Síncronos com excitatriz do tipo estática são constituidos de anéis coletores e escovas que possibilitam a alimentação de corrente dos pólos do rotor através de contato deslizante. A Corrente Contínua para alimentação dos pólos deve ser proveniente de um conversor e controlador estático CA/CC. A excitatriz estática atualmente está sendo muito utilizada em aplicações com variação de velocidade através de Inversores de Freqüência.
  2. Excitatriz brushless (sem escovas) Motores Síncronos com sistema de excitação brushless possuem uma excitatriz girante, normalmente localizada em um compartimento na parte traseira do motor. A excitatriz funciona como um gerador de corrente alternada onde o rotor que fica localizado no eixo do motor, possui um enrolamento trifásico e o estator é formado por pólos alternados norte e sul alimentados por uma fonte de corrente contínua externa. O enrolamento trifásico do rotor é conectado a uma ponte de diodos retificadores. A tensão gerada no rotor é retificada e utilizada para a alimentação do enrolamento de campo do motor. A amplitude desta corrente de campo pode ser controlada através do retificador que alimenta o campo do estator da excitatriz. Os motores síncronos com excitação brushless possuem um custo de manutenção reduzido devido ao fato de não possuirem escovas. Por não possuirem contatos elétricos deslizantes, eliminando a possibilidade de faiscamento, os motores síncronos com excitação do tipo brushless são recomendados para aplicações em áreas especiais com atmosfera explosiva

F 0 F E 4. Quais os tipos de construção dos pólos de uma máquinas síncrona? Que fatores determinam a escolha do tipo construtivo? Cite exemplos de aplicações.

O rotor pode ser construído com pólos lisos ou salientes dependendo das características construtivas do motor e da aplicação. Consiste nas partes ativas giratórias