Motor síncrono e assíncrono - Exercicios - Engenharia Mecanica, Exercícios de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
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Bossa_nova4 de Março de 2013

Motor síncrono e assíncrono - Exercicios - Engenharia Mecanica, Exercícios de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas e exercicios de engenharia mecanica sobre o estudo do motor síncrono e assíncrono.
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Responder de uma forma bem simples:

Motor síncrono: É um motor elétrico cuja velocidade de rotação é proporcional à freqüência da sua alimentação, está em sincronismo.

Motor assíncrono é um motor de indução, para haver corrente no induzido a velocidade deste precisa ser menor, é o chamado "escorregamento". Como precisa do escorregamento, a velocidade de rotação é diferente da freqüência da rede, em velocidade assíncrona.

SINCRONO princípio de funcionamento do motor síncrono baseia-se na interação de dois campos magnéticos, ou seja, um campo girante produzido no estator por corrente alternada e um campo fixo no rotor produzido por corrente contínua (rotação do eixo igual a rotação síncrona). Estes motores tem uma velocidade de rotação, denominada de velocidade de sincronismo, constante e rigorosamente definida pela frequência da corrente e pelo número de pólos, de conformidade com a seguinte expressão:

n = ( 120 f / p ) Eq.VII. 2

sendo:

n - número de rotações por minuto (normalmente de 500 a 1200);

f - frequência da corrente em Hz (no Brasil = 60);

p - número de pólos (em geral 6 a 14).

A estrutura e o mecanismo de operação dos rotores síncronos são relativamente complicados e para o seu funcionamento há necessidade de uma fonte suplementar de energia em corrente contínua destinada à alimentação dos enrolamentos do rotor, visto que o estator recebe corrente alternada. Isto é obtido através de um pequeno gerador (espécie de dínamo) conhecido por excitatriz, acionado pelo mesmo eixo do motor. Também não possuem condições próprias de partida necessitando de equipamento auxiliar de partida até atingir a velocidade de sincronismo, em geral, pequenos motores de indução tipo gaiola.

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O campo prático de aplicação dos motores síncronos é o das grandes instalações, geralmente quando a potência das bombas ultrapassa de 500HP e as velocidades necessitam ser baixas (até 1800rpm) e constantes. Devido a sua maior eficiência, o dispêndio com a energia elétrica em grandes instalações, passa a ter significativo valor na economia global do sistema. O custo inicial, entretanto, é elevado e a fabricação ainda restrita em no país. São ainda citadas como desvantagens dos síncronos controle relativamente difícil e sua sensibilidade às perturbações do sistema (excesso de carga, por exemplo) podendo provocar saídas do sincronismo que provocam paradas de funcionamento, acarretando prejuízos significativos..

Nos motores de indução ou assíncronos, onde os mais comuns são os trifásicos, o princípio de funcionamento baseia-se na indução de um campo girante com velocidade síncrona, produzido por bobinas alimentadas por um sistema de compensadoras automáticas, sobre espiras curto- circuitadas que possam girar em torno de um eixo. Esta indução cria uma força eletromotriz nas espiras que, por sua vez, produzem campos girantes que atraem as espiras de modo que cada espira gera um campo reagente com a tendência de anular o efeito do campo girante, cuja somatória de reações elevam a força de atração.

Portanto, são duas as partes essenciais da mecânica de um motor de assíncrono: o estator ou indutor fixo e o rotor ou induzido. O rotor, por sua vez, pode ser do tipo bobinado ou do tipo curto-circuitado (de gaiola).

Nos assíncronos a velocidade de rotação não coincide exatamente com a velocidade de sincronismo já referida. Devido a carga há uma ligeira redução na rotação em decorrência da atração do rotor pelo campo girante, tendendo a atingir a mesma velocidade do campo do estator. A medida que o rotor vai se aproximando da velocidade do campo do estator, a variação começa a desaparecer devido a velocidade relativa. Sendo assim o campo reagente do rotor começa a diminuir sua velocidade e o fenômeno reinicia-se devido a um novo aumento da força de atração. Esta diferença de velocidade, da ordem de 3 a 5%, é conhecida por escorregamento. Exemplo: 1200rpm síncrono corresponde 1170rpm de indução.

O motor de indução com motor de gaiola é o tipo de uso mais corrente nas pequenas e médias instalações de bombeamento. O rotor não possui nenhum enrolamento, não existindo contato elétrico do induzido com o exterior.

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O rendimento (hm) do motor assíncrono é elevado (analogamente ao estudado para as bombas, hm é a relação entre a potência fornecida pelo motor e a absorvida pelo mesmo para fornecer aquela). A partida é feita utilizando-se chaves elétricas apropriadas (estrela-triângulo, chave compensa-dora, série-paralelo, entre outros). As instalações com bombas da ordem de até 500HP utilizam quase que exclusivamente motores desse tipo.

O motor de indução com rotor bobinado possui um enrolamento de fios também no rotor, com comutação para o exterior através de anéis e coletores, situados na extremidade livre do motor. Na fase de partida são introduzidas resistências reguláveis por meio de reostato, junto aos terminais. A medida que aumenta a velocidade, as resistências são parcialmente retiradas até a total eliminação, quando o motor atinge a velocidade normal.

ASSICRONOS Os motores de indução com rotor bobinado têm aplicação recomendada quando se tem um conjugado de partida elevado durante toda a fase inicial de movimentação. Não há necessidade de chaves especiais para a partida. Têm sido utilizados com maior frequênci

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