AE-5 (Construtivo e Placa de Identificação)

8/18/2019 AE-5 (Construtivo e Placa de Identificação)

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Sérgio Ferreira de Paula Silva 1 FACET - Engenharia Elétrica

Prof. Edson Antonio de Araujo ACIONAMENTO ELÉTRICO



CONSTRUÇÃO


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CONSTRUÇÃO


Prof. Edson Antonio de Araujo ACIONAMENTO ELÉTRICO Prof. Edson Antonio de Araujo

ESTATOR1 Carcaça;Núcleo de Chapas;Enrolamento Trifásico.

2 Eixo;Núcleo de Chapas;Barras e anéis de curto.

3

ROTOR

OUTRAS PARTES Tampas;Ventilador;Caixa de ligação;

Rolamentos;Placa de Identificação;Defletora, etc.

PRINCIPAIS PARTES


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MOTOR DE INDUÇÃO (ASSÍNCRONOS)Constituição básicaEstatorParte fixa, que consiste de enrolamentos alojados nasranhuras existentes na periferia interna de um núcleo deferro laminado (carcaça). Os enrolamentos do estator sãoalimentados com tensão trifásica, que produz um campomagnético que gira com velocidade síncrona.



ESTATOR É constituída de uma coroa de chapas finas (da ordemde 0,5 mm de espessura) de aço-silício. As chapas sãoisoladas umas das outras por oxidação ou por um vernizisolante. O “folheado” do circuito magnético reduz asperdas por histerese e por correntes de Foucault.As chapas têm ranhuras nas quais estão inseridos osenrolamentos estatóricos a produzir o campo giratório.Cada enrolamento é constituído por várias bobinas (fiosou barras). O modo como as bobinas são ligadas umasdas outras define o numéro de pares de pólos do motor,logo a velocidade de rotação.


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ESTATOR

Pacote de lâminas(condutor magnético)

Pacote isolado Estator bobinado

MOTOR DE INDUÇÃO (ASSÍNCRONOS)



RotorÉ construído em dois tipos: rotor bobinado; e rotor emcircuito, ou gaiola de esquilo (simplesmente gaiola). Osnúcleos magnéticos de ambos os tipos são de ferrolaminado.

Rotor gaiola Rotor bobinado

MOTOR DE INDUÇÃO (ASSÍCRONOS)

Tal como o circuito magnético do estator, é constituído por umasérie de chapas finas, isoladas uma das outras e formando umcilindro fixado no eixo do motor.


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No rotor gaiola de esquilo, os condutores do rotor estãocurto-circuitados em cada terminal por anéis terminaiscontínuos; daí o nome de “gaiola de esquilo”.Nos rotores maiores, os anéis terminaissão soldados aos condutores, em vezde serem moldados na construçãodo rotor.

MOTOR DE INDUÇÃO (ASSÍCRONOS)ROTOR DE

GAIOLA DE ESQUILO



ROTOR DEGAIOLA DE ESQUILO

Pacote de lâminas(condutor magnético)

Gaiola(condutor elétrico)

Rotor(pacote + gaiola)

MOTOR DE INDUÇÃO (ASSÍCRONOS)


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No rotor bobinado nos quais os condutores de cobre são colocados nasranhuras, isolados do núcleo de ferro, e são ligados em delta ou estrela.Cada terminal do enrolamento é levado aanéis coletores que são isoladosdo eixo do rotor. Normalmente um resistor variável é ligado aos anéiscoletores através de escovas, como meio de variar a resistência total dorotor por fase.Devido seu elevado custo e maior manutenção, estes motores são usadosapenas quando necessita de elevado torque de partida; quando se desejao controle da velocidade; e quando se introduzem tensões externas aocircuito do rotor.


ROTOR BOBINADO



ROTOR BOBINADO



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CARCAÇAS

Parte estrutural que abriga osdemais componentes.É feito geralmente de ferrofundido ou liga leve (alumínio).As dimensões seguem normasNBR 5432 e IEC-72.



TAMPASFLANGES

ROLAMENTOS / VENTILADOR / DEFLETORA / CAIXA DE LIGAÇÕES

OUTRAS PARTES


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PORTA ESCOVAS

MANCAL DE ROLAMENTO

MANCAL DE BUCHA

OUTRAS PARTES



No

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

A placa de identificação deum motor é o elementomais rápido que se utilizapara se obter asinformações principaisnecessárias à sua operaçãoadequada.Determina todas ascaracterísticasfundamentais da parteelétrica e mecânica domotor.


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PLACA DE IDENTIFICAÇÃO



ABNT, IEC- Dimensões em mm;NEMA - Dimensões em polegadas.

Número da Carcaça ABNTDistância do centro da ponta de eixo (centro) à base do pé do motor

DIMENSÕES:

NORMAS:

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES - CARCAÇADimensões conforme NBR 5432


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CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES - CARCAÇADimensões conforme NBR 5432



ABNT/IEC H A B C K f D ENEMA D 2E EF BA H f U N–W

90S 90,00 140,00 100,00 56,00 10,00 24j6 50,00143T 88,90 139,70 101,60 57,15 8,70 22,20 57,1590L 90,00 140,00 125,00 56,00 10,00 24j6 50,00

145T 88,90 139,70 127,00 57,15 8,70 22,20 57,15112S 112,00 190,00 114,00 70,00 12,00 28j6 60,00182T 114,30 190,50 114,30 70,00 10,30 28,60 69,90

COMPARAÇÕES ENTRE ABNT/IEC e NEMA

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES - CARCAÇA


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DIMENSIONAL DOSMOTORES



Entende-se por forma construtiva, como sendo o arranjo das partes construtivasdas máquinas a sua fixação, a disposição de seus mancais e a ponta de eixo.

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES - CARCAÇAFORMAS CONSTRUTIVAS NORMALIZADAS:


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Com ou sem pés;Com ou sem flanges;Tipos de flanges:

- FF ( ou FA )- FC- FC DIN

Vertical ou Horizontal.

FORMAS CONSTRUTIVAS NORMALIZADAS:

B35T B34D V1

B3D




FORMAS CONSTRUTIVAS NORMALIZADAS:

Caixa de ligação



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Potência de 1 cv (736 W)

É a potência que o motor pode fornecer no eixo.A potência desenvolvida representa a rapidez com que a energia é aplicada paramover a carga.





É aquela fornecida pelo circuito de alimentação e para a qual o motor foidimensionado.

FREQUÊNCIA NOMINAL

É aquela que é solicitada da rede de alimentação pelo motor, trabalhando àpotência nominal.

CORRENTE NOMINAL


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As tensões de maior utilização nas instalações elétricas industriais são de 220,380 e 440V para baixa tensão e 2.300, 4.160, 6.600 e 13.800V para altatensão. A ligação do motor num determinado circuito depende das tensõesnominais múltiplas para as quais foi projetada.

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESTENSÃO NOMINAL

Tolerância da tensão de alimentação

Representar melhor este assunto



TENSÕES USUAIS:

Baixa Tensão:220, 380, 440 VMédia Tensão:2.300, 3.300, 4.160, 6.600, 13.800 V

CARACTERÍSTICAS DA REDE DE ALIMENTAÇÃO


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Dependendo da maneira como são conectados os terminais das bobinasdos enrolamentos estatóricos, o motor pode ser ligado às redes dealimentação com diferentes valores de tensão.A identificação dos terminais de início e fim de uma bobina é feitasomando-se 3 ao número que marca o início desta, obtendo-se o outroterminal correspondente.Sempre os terminais 1-2-3 são utilizados para ligação à rede de

suprimento.Quando o motor é especificado para operar em tensões múltiplas, porexemplo, 220/380/440V, a menor tensão, no caso 220V, caracteriza atensão nominal de fase do motor.

TIPOS DE LIGAÇÃOCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Representar as bobinas


Prof. Edson Antonio de Araujo ACIONAMENTO ELÉTRICOCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Na ligação em estrela (380 V) os terminais 4, 5 e 6 são interligados e os terminais 1, 2e 3 são ligados á rede.

TENSÃO NOMINAL MÚLTIPLA

Na ligação em triângulo (220V), o início de uma fase é fechado com o final da outra eessa junção é ligada á rede.

A ligação de motores trifásicos com três terminais á rede é feita conectando se osterminais 1, 2, e 3 aos terminais de rede RST em qualquer ordem.


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Os motores trifásicos comseis terminais só tem condição de ligação em 2tensões: 220/380V, ou 440/760V. Esses motores são ligados emtriângulona menor tensão e em estrela, na maior tensão. A figura a seguir mostrauma placa de ligação desse tipo de motor..


Nota: Nos motores de seis terminais, é comum encontrarmos as marcaçõesU, V W,X, Y, e Z, ao invés de 1, 2, 3, 4, 5, e 6,respectivamente.



Os motores trifásicos de uma só velocidade podem dispor de3, 6, 9 ou 12terminais para a ligação á rede elétrica.


Nota: Para inverter o sentido de rotação do motor trifásico, bastainverter duasfases R com S, por exemplo.


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Todo condutor atravessado por corrente elétrica dissipa energia na forma de calorpor efeito Joule. P (calor) = R x I²

A norma agrupa os materiais isolantes e os sistemas de isolamento no quedenomina de classes de isolação. O isolamento é limitado pela temperatura quecada material isolante pode suportar em regime continuo sem que seja afetada asua vida útil.

Apesar da principal função do material isolante ser de impedir o fluxo de correntede um condutor para terra ou para um potencial mais baixo, ele serve também para

dar suporte mecânico, proteger o condutor de degradação provocado pelo meioambiente e transferir calor para o meio externo.

A temperatura do enrolamento é fundamental para a vida útil do motor. Umaumento de 8 a 10 graus acima do limite da classe térmica na temperatura daisolação pode reduzir a vida útil do bobinado pela metade.

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESCLASSES DE ISOLAÇÃO



O enrolamento constitui-se na parte mais crítica do motor sob o ponto de vistatérmico. Os fios são recobertos com esmalte sintético de natureza orgânica (verniz).Se a temperatura das bobinas ultrapassar determinado valor, o veniz acabaqueimando, colocando as bobinas em curto-circuito.

Se o motor trabalhar dentro de seus limites de temperatura, o isolante deve seruma vida útil ilimitada.

Os fabricantes fornecem um dado muito importante sobre a resistência térmica deum motor. É chamado tempo com rotor bloqueado a quente (Trb). Esse tempoindica quantos segundos o motor pode suportar uma situação com o rotorbloqueado. Trata-se de uma situação extremamente crítica, pois a corrente torna-semuito elevada e não existe ventilação. Tipicamente, esse tempo varia de 5 a 30segundos, dependendo do motor.



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Classes de isolamento empregadas nos enrolamentos dos motores:

•Classe A – limite: 105ºC: seda, algodão, papel e similares impregnados emlíquidos isolantes;•Classe E – limite: 120ºC: fibras orgânicas sintéticas;•Classe B – limite: 130ºC: asbesto, mica e materiais a base de poliéster;•Classe F – limite: 155ºC: fibra de vidro, amianto associado a materiais sintéticos(silicones);•Classe H – limite: 180ºC: fibra de vidro, mica, asbestos associado a silicones dealta estabilidade térmica.




COMPOSIÇÃO DA TEMPERATURA EM FUNÇÃO DA CLASSE DE ISOLAMENTO:

Temperatura Ambiente ºC 40 40 40 40 40

∆∆∆∆T = Elevação de Temperatura K 60 75 80 105 125

( método da resistência )

Diferença entre o ponto mais ºC 5 5 10 10 15quente e a temperatura média

Total: Temperatura do ponto ºC 105 120 130 155 180mais quente

Classe de Isolamento - A E B F H



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a2a11

1

12 T T T T )T 5 ,4.(23 R

R RT −=−++

−=∆

A vida útil do motor é função da isolação;

Um aumento de 10 graus na temperatura, acima da suportável pelo isolante,

reduz a vida útil pela metade.

Obtido através de Ensaio de Elevação de Temperatura

MEDIDA DA ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA:

VIDA ÚTIL DO MOTOR:

R - Resistência do enrolamento;T - Temperatura do enrolamento;Ta - Temperatura do ambiente;∆ T - Elevação de Temperatura;1 - antes do ensaio 2 - depois do ensaio

ELEVAÇÃO DE TEMPERATURACARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Ver apostila – pag 52 a 55




IP/IN

É a relação entre a corrente de partida (Ip) e corrente nominal(In) do motor. Em outras palavras, quando a está expresso 8,8,

podemos dizer que a corrente de partida equivale a 8,8 vezes acorrente nominal.

Esta relação é determinante para dimensionamento dasproteções elétricas do motor.


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CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESCATEGORIA DE CONJUGADODefine como sendo as características de conjugado do motorem relação à velocidade e corrente de partida, os motores deindução trifásicos com rotor de gaiola, são classificados emcategorias. Cada categoria adequada a um tipo de carga.Estas categorias são definidas conforme norma NBR 7094, esão as seguintes:•Categoria N

•Categoria H•Categoria D•Categoria NY•Categoria HY



CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESCATEGORIAS•Categoria N – Conjugado e corrente de partidanormais e baixo escorregamento – bombas,máquinas operatrizes e ventiladores.

•Categoria H – Conjugado de partida alto,corrente de partida normal e baixoescorregamento – peneiras, britadores,transportadoras.

•Categoria D – Conjugado de partida alto,corrente de partida normal e alto escorregamento(+ 5%) – usados em prensas excêntricas,elevadores e máquinas semelhantes, onde acarga apresenta picos periódicos.

Curva Conjugado X Velocidade


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CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESCATEGORIAS•Categoria NY – Esta categoria inclui os motores da categoria N,porém, previsto para partida estrela-triângulo.

•Categoria HY – Esta categoria inclui os motores da categoria H,porém, previsto para partida estrela-triângulo.

Cada categoria difere na forma geométrica das barras do rotorgaiola de esquilo



É o grau de regularidade da carga a que o motor é submetido. Oprincipal fator limitante da potência desenvolvida é atemperatura máxima que o motor atinge. A elevação detemperatura do motor não é imediata, ela acontece segundouma função exponencial.

Os motores normais são projetados para regime contínuo, (acarga é constante), por tempo indefinido, e igual a potêncianominal do motor.


REGIME DE SERVIÇO


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A NBR 7094 padroniza os tipos de regime de serviço.Normalmente, os motores são projetados para um regimecontínuo, isto é, carga constante atuando por um tempoindefinido, igual à potência nominal do motor. Esse regime éclassificado como regime contínuo (S1).

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESREGIME DE SERVIÇO



O fator de serviço (FS) é o número que pode ser multiplicado pelapotência nominal do motor a fim de se obter a carga permissívelque o mesmo pode acionar, em regime contínuo, dentro decondições estabelecidos por norma.Note que se trata de uma capacidade de sobrecarga contínua, ouseja, uma reserva de potência que dá ao motor a capacidade desuportar melhor o funcionamento em condições desfavoráveis.O fator de serviço não pode ser confundido com a capacidade desobrecarga momentânea.O fator de serviço FS=1,0, significa que o motor não foi projetadopara funcionar continuamente acima da sua potência nominal.


FATOR DE SERVIÇO


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SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO

Define a maneira pela qual é feita a troca de calor entre as partes aquecidas domotor e o ar ambiente.São classificados de acordo com a norma ABNT-NBR 5110 e/ou IEC-346.

REFRIGERAÇÃO AXIAL

REFRIGERAÇÃO MISTA

REFRIGERAÇÃO BILATERAL SIMÉTRICA

2

3

1

CARACTERÍSTICAS DOS MOTORESREFRIGERAÇÃO



TOTALMENTE FECHADO



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AUTO VENTILADO COM TROCADOR DE CALORCARACTERÍSTICAS DOS MOTORESREFRIGERAÇÃO



TROCADOR DE CALOR AR-ÁGUA

VENTILAÇÃO INDEPENDENTE



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TOTALMENTE FECHADO

ABERTO (AUTO-VENTILADO)

OUTRAS PARTES – SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO



FECHADO




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AUTO VENTILADO





Tolerâncias de Norma ( NBR 7094/1996 )

Tolerâncias no Rendimento ( ηηηη )Rendimento Tolerânciaηηηη ≥≥≥≥ 0,851 -0,20 ( 1 - ηηηη )

ηηηη < 0,851 -0,15 ( 1 - ηηηη )

RENDIMENTOCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Pe

η = PsPe


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Conforme Portaria do DNAEE (1569 - 23 de dezembro de 1993)cosϕ ≥ 0,92;medição horo-sazonal;Faturamento da energia reativa capacitiva excedente;

FATOR DE POTÊNCIA:

VELOCIDADE NOMINAL:

É a velocidade (rpm) do motor funcionando à potência nominal, sob tensão efrequência nominais ( depende do escorregamento )

Correção: Utilização de Bancos de Capacitores




CONDIÇÕES NORMAIS DE OPERAÇÃO:

INFLUÊNCIA DA ALTITUDE:

A potência útil fornecida pelo motor reduz com o aumento da altitude.

De acordo com a norma NBR 7094:Altitude≤ 1000 m;Temperatura≤ 40 ºC;

Atmosfera limpa

AR + RAREFEITO

INFLUÊNCIA AMBIENTALCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES


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FATOR DE MULTIPLICAÇÃO DA POTÊNCIA ÚTIL EM FUNÇÃO DATEMPERATURA AMBIENTE ( T ) EM “ ºC ” E DA ALTITUDE (H ) EM “m” :

10 - - - - - - 1,0515 - - - - - 1,05 0,9920 - - - - 1,05 0,99 0,93

25 - - - 1,05 0,98 0,930,88 30 - - 1,04 0,97 0,920,87 0,82 35 - 1,02 0,96 0,910,86 0,81 0,77 40 1,00 0,94 0,890,85 0,80 0,76 0,72 45 0,92 0,870,83 0,78 0,74 0,70 0,67 50 0,850,80 0,76 0,72 0,68 0,65 0,62 550,77 0,74 0,70 0,66 0,63 0,60 0,57 600,71 0,67 0,64 0,60 0,57 0,55 0,52

T/ H 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

INFLUÊNCIA AMBIENTALCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES



Refletem a proteção de invólucros metálicos quanto à entrada de corposestranhos e penetração de água pelos orifícios destinados à ventilação ouinstalação de instrumentos.

Os invólucros são designados por uma simbologia que é composta de umasigla “IP”, seguido de dois dígitos, que classificam o grau de proteção doequipamento elétrico.

GRAU DE PROTEÇÃOCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Grau de Proteção são medidas aplicadas ao invólucro de um equipamentoelétrico, visando:

a) Proteção de pessoas contra o contato a partes energizadas semisolamento; contra o contato as partes móveis no interior do invólucro e proteçãocontra a entrada de corpos estranhos.

b) Proteção do equipamento contra o ingresso de água em seu interior.


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1º ALGARISMO ( indica o grau de proteção contra penetração de corpos sólidos e contato acidental)

2º ALGARISMO ( indica o grau de proteção contra penetração de água no interior do motor)A letra (W) entre as letras IP e os algarismos, indica que o motor é protegido contra intempéries






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Devemos observar que umequipamento instalado ao tempoestará sujeito a variações bruscasde temperatura, umidade,descargas elétricas causadas porraios, inundações, etc. Apesar doequipamento com grau de proteçãoIP 65 ter sido construído paraimpedir a entrada de poeira e apenetração de jatos de água, omesmo foi dimensionado levandoem consideração a aplicação emum ambiente industrial.

O uso deste equipamento ao tempo implicará em adicionar proteçõesespeciais. A NBR IEC 60529 menciona essas proteções especiais comoletras suplementares, (além das proteções definidas na classificação IP),

são elas: LETRA SUPLEMENTAR

Letra DescriçãoH Equipamento de alta tensão

M

Ensaiado para efeitos prejudiciaisdevidos à penetração de águaquando as partes perigosas móveisdo equipamento (por exemplo, orotor de uma máquina rotativa) estãoem movimento.

S

Ensaio para efeitos prejudiciais

devidos à penetração de águaquando as partes móveis doequipamento (por exemplo, o rotorde uma máquina rotativa) estãoestacionários.

W

Apropriado para uso sob condiçõesambientais especificadas e fornecidocom características ou processos deproteções adicionais.



MOTORES À PROVA DE EXPLOSÃOCARACTERÍSTICAS DOS MOTORES

Devem ser utilizados em área classificadas,onde se trabalha com meterias inflamáveis de altorisco, como combustíveis, ou locais onde haja perigode explosão devido à presença de gases altamenteinflamáveis. Esses motores devem suportar esforçosmecânicos, pois qualquer dano na isolação podeocasionar acidentes.

São dimensionados com a carcaça e estruturaaltamente robustas, juntamente com todos oselementos: parafusos, juntos, etc., compatíveis comos esforços aplicados. As vedações devem serimpecáveis, pois uma pequena faísca pode detonaruma explosão. São fechados com ventilaçãoexterna, com tampas e caixa de ligação reforçadas.

Estes tipos de motores são conhecidos comomotores Ex.

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