WEG Curso Dt 3 Caracteristicas e Especificacoes de Motores de Corrente Continua Conversores CA Cc...

DT - 3

CARACTERSTICAS

E ESPECIFICAES

DE MOTORES DE

CORRENTE CONTNUA E

CONVERSORES CA/CC

PREFCIO

Onde quer que haja progresso, a presena do motor eltrico imprescindvel.

ele quem aciona mquinas e equipamentos, a servio do homem.

O motor eltrico, por desempenhar um papel de relevncia em nossos dias,

deve ser conhecido, especialmente quanto a seus princpios de funcionamento e

construo e os seus critrios de seleo.

A apostila de Caractersticas e Especificaes de Motores de Corrente Contnua e

Conversores CA/CC um trabalho despretensioso.

Longe de desejar transmitir ensinamentos profundos aos conhecedores da matria,

busca, atravs de sua linguagem simples e objetiva,

suplementar o conhecimento daqueles que especificam, compram e vendem.

recomendado tambm para estudantes de nvel mdio e superior,

em especial para os que freqentam as cadeiras de mquinas e motores.

Deseja-se, sobretudo, prestar mais um servio de colaborao e orientao,

que auxiliem as pessoas a usarem corretamente esse importante instrumento

de trabalho que o motor eltrico.

WEG INDSTRIAS S.A. - MQUINAS

Caractersticas e Especificaes de Motores de Corrente Contnua e Conversores CA/CC (DT-3) WEG4

NDICE

1. INTRODUO............................................................................................................ 6

2. NOES FUNDAMENTAIS....................................................................................... 72.1. PRINCIPAIS PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA MCC ........................................................... 7

2.2. IDENTIFICAO DA MQUINA ................................................................................................. 9

2.3. TIPOS DE VENTILAO .......................................................................................................... 10

2.4. CONSTRUO E LIGAO..................................................................................................... 11

2.5. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO....................................................................................... 11

2.6. TIPOS BSICOS DE EXCITAO ........................................................................................... 12

2.6.1. Excitao Independente............................................................................................... 122.6.2. Excitao Srie............................................................................................................. 132.6.3. Excitao Composta .................................................................................................... 14

2.7. ESQUEMAS BSICOS DE LIGAO ...................................................................................... 14

2.7.1. Sentido de Rotao...................................................................................................... 142.7.2. Especificao dos Bornes ............................................................................................ 15

2.8. FONTES DE ALIMENTAO ................................................................................................... 15

2.8.1. Tenses Usuais - Acionamentos CC .......................................................................... 15

2.9. FATOR DE FORMA................................................................................................................... 15

2.10. DETERMINAO DA BOBINA DE INDUO ....................................................................... 16

2.11. RENDIMENTO......................................................................................................................... 20

3. CARACTERSTICAS DO AMBIENTE...................................................................... 213.1. ALTITUDE.................................................................................................................................. 21

3.2. TEMPERATURA AMBIENTE .................................................................................................... 21

3.3. ATMOSFERA AMBIENTE......................................................................................................... 21

3.3.1. Ambientes Agressivos .................................................................................................. 213.3.2. Ambientes Perigosos.................................................................................................... 22

3.4. GRAUS DE PROTEO........................................................................................................... 22

3.5. RESISTNCIA DE AQUECIMENTO......................................................................................... 24

4. CARACTERSTICAS DE DESEMPENHO ............................................................... 254.1. POTNCIA NOMINAL ............................................................................................................... 25

4.2. ELEVAO DE TEMPERATURA - CLASSE DE ISOLAMENTO............................................. 25

4.2.1. Aquecimento do Enrolamento ...................................................................................... 254.2.2. Vida til de uma Mquina de Corrente Contnua ........................................................ 254.2.3. Classes de Isolamento ................................................................................................. 25

4.3. PROTEO TRMICA ............................................................................................................. 26

4.4. REDUO DE POTNCIA PARA ELEVAO DE TEMPERATURA DA CLASSE B............. 27

4.5. REGIME DE SERVIO ............................................................................................................. 27

4.5.1. Regimes Padronizados ................................................................................................ 274.5.2. Designao do Regime Tipo ........................................................................................ 304.5.3. Fator de Reduo de Potncia..................................................................................... 304.5.4. Potncia Equivalente.................................................................................................... 31

5. CARACTERSTICAS DA CARGA ACIONADA ....................................................... 325.1. POTNCIA NOMINAL DO MOTOR .......................................................................................... 32

5.2. ROTAO NOMINAL................................................................................................................ 32

5.3. PARTIDA E FRENAGEM DA MQUINA CC ............................................................................ 33


5.4. CARGA COM BLOQUEIO NA ARMADURA............................................................................. 33

5.5. SENTIDO DE ROTAO .......................................................................................................... 33

5.6. INRCIA DA CARGA ................................................................................................................ 34

5.7. TEMPO DE ACELERAO E FRENAGEM ............................................................................. 34

5.8. SOBRECARGAS MOMENTNEAS DURANTE O SERVIO .................................................. 35

5.9. SOBRECARGAS DINMICAS EM MCC COM EXCITAO INDEPENDENTE ..................... 36

6. CARACTERSTICAS CONSTRUTIVAS................................................................... 376.1. CARCAA ................................................................................................................................. 37

6.2. FORMA CONSTRUTIVA ........................................................................................................... 37

6.3. ACOPLAMENTOS..................................................................................................................... 38

6.4. ROLAMENTOS.......................................................................................................................... 38

6.5. PONTAS DE EIXO .................................................................................................................... 38

6.6. ACIONAMENTO........................................................................................................................ 38

6.7. VIBRAO ................................................................................................................................ 39

6.7.1. Suspenso Livre........................................................................................................... 396.7.2. Chaveta ........................................................................................................................ 396.7.3. Pontos de Medida......................................................................................................... 39

6.8. BALANCEAMENTO................................................................................................................... 39

6.9. ESCOVAS E PORTA-ESCOVAS.............................................................................................. 40

6.10. COMUTADOR ......................................................................................................................... 40

6.11. PLACA DE IDENTIFICAO .................................................................................................. 40

6.12. PINTURA ................................................................................................................................. 41

6.13. SUSPENSO DE INTERFERNCIAS DE FASCAS ............................................................. 41

7. SELEO DE MOTORES CC ................................................................................. 427.1. ESPECIFICAO DE UM MOTOR CC .................................................................................... 42

7.2. CARACTERSTICAS DE CONJUGADO................................................................................... 42

7.3. ESCOLHA DO MOTOR ADEQUADO ....................................................................................... 43

8. ENSAIOS.................................................................................................................. 458.1. ENSAIOS DE ROTINA .............................................................................................................. 45

8.2. ENSAIOS DE TIPO E PROTTIPO.......................................................................................... 45

8.3. ENSAIOS ESPECIAIS............................................................................................................... 45


1. INTRODUO

Nos tempos atuais, constante a exigncia deaperfeioamento nos mtodos de produo,bem como racionalizao deles, mediante aautomao e o controle dos processosenvolvidos.

Devido a este fato, mais e mais h anecessidade de controle e variao develocidade e torque em mquinas eltricasacionantes.

Inicialmente conseguiu-se variaes develocidade mediante o uso de sistemasmecnicos, como caixas de engrenagens,correias e polias, o que muito limita osprocessos e as mquinas.

Posteriormente, apareceram aplicaes onde ocontrole de rotao feito mediante o uso demotores de induo (gaiola) e acoplamentosmagnticos. Este mtodo, porm, apresenta umbaixo rendimento, causado pelas altas perdaseltricas do acoplamento.

Outra forma de se controlar velocidade atravs de motores de anis, mediante a ajusteda resistncia rotrica atravs de um reostatoexterno. Este mtodo apresenta um grandeinconveniente que a baixa preciso nocontrole da velocidade. Por isto usado apenasna partida destes motores.

Os motores de corrente contnua surgiram comouma forma de solucionar os problemas acima,pois sua velocidade pode ser continuamentealterada mediante a variao da tenso dealimentao. Alm disso, os motores CCapresentam torque constante em toda a faixa develocidade - salvo se em regio deenfraquecimento de campo, como veremos aseguir. Inicialmente os motores CC eramalimentados por geradores de correntecontnua, o que exigia o uso de duas mquinas(sistema WARD-LEONARD).

Posteriormente, com o advento dossemicondutores de potncia, apareceram osconversores estticos ponte tiristorizada, que o mtodo mais usado e difundido atualmente.

Os sistemas de velocidade varivel utilizandomotores de corrente contnua e conversoresestticos aliam grandes faixas de variao develocidade, robustez e preciso economia deenergia, o que garante um timo desempenho eflexibilidade nas mais variadas situaes.

Mais recentemente surgiu o controle develocidade de motores de induo (gaiola)mediante a variao da freqncia dealimentao, atravs de conversor CA/CA. Estemtodo necessita alguns cuidados emaplicaes que exijam baixas rotaes e/ousistemas sincronizados.


2. NOES FUNDAMENTAIS

2.1. PRINCIPAIS PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA MCC

O motor de CC composto fundamentalmente de duas partes: estator e rotor.

Estator formado por:

Carcaa a estrutura suporte do conjunto, tambm tema finalidade de conduzir o fluxo magntico.

Plos de excitaoTm a finalidade de gerar o fluxo magntico.So constitudos de condutores enrolados sobrencleos de chapas de ao laminadas cujasextremidades possuem um formato que seajusta a armadura e so chamadas de sapataspolares.

Plos de comutaoSo colocados na regio interpolar e sopercorridos pela corrente de armadura. Suafinalidade compensar o efeito da reao daarmadura na regio de comutao, evitando odeslocamento da linha neutra em carga,reduzindo a possibilidade de centelhamento.

Enrolamento de Compensao um enrolamento distribudo na periferia dasapata polar e percorrido pela corrente dearmadura. Sua finalidade tambm compensara reao da armadura, mas agora em todaperiferia do rotor, e no somente na regiotransversal. Evita o aparecimento de fascasprovocadas por uma diferena de potencialentre espiras devido a distribuio no uniformeda induo no entreferro.

Conjunto Porta Escovas e EscovasO porta escovas permite alojar as escovas eest montado de tal modo que possa ser giradopara o ajuste da zona neutra. As escovas socompostas de material condutor e deslizamsobre o comutador quando este gira,pressionadas por uma mola, proporcionando aligao eltrica entre a armadura e o exterior.

Rotor formado por:

Rotor com EnrolamentoCentrado no interior da carcaa, constitudopor um pacote de chapas de ao silciolaminadas, com ranhuras axiais na periferiapara acomodar o enrolamento da armadura.Este enrolamento est em contato eltrico comas lminas do comutador.

Comutador o conversor mecnico que transfere a energiaao enrolamento do rotor. O comutador constitudo de lminas de cobre isoladas umadas outras por meio de lminas de mica.

Eixo o elemento que transmite a potnciamecnica desenvolvida pelo motor.


Figura 2.1.1. - Principais partes construtivas.

1. Coroa.2. Plo de excitao com enrolamento.3. Plo de comutao com enrolamento.4. Portas escovas.5. Eixo.6. Pacote de chapas do rotor com enrolamento.7. Comutador.8. Rolamentos.9. Mancal.10. Caixa de ligaes.


2.2. IDENTIFICAO DA MQUINA

A identificao da mquina a referncia do fabricante e composta por uma combinao de letras ealgarismos, conforme abaixo:

D N F 160.190 S

Especifica ser mquina de corrente contnua

C - Mquinas CompensadasN - Mquinas No Compensadas

Tipo de Refrigerao

F -Ventilao forada independenteD - Ventilao forada por dutosS - Auto ventiladoE - Sem ventilaoX - Ventilao forada independente axialA - Ventilao por meio de trocador de calor Ar - ArW - Ventilao por meio de trocador de calor Ar - gua

Carcaa IEC

Comprimento do pacote de chapas (mm)

Comprimento da tampa traseira

Carcaa 90 a 132: S - tampa curta (tamanho nico)Carcaa 160 a 450: S - tampa curta M - tampa mdia Carcaa 500: S - tampa curta M - tampa mdia L - tampa longaCarcaa 560 a 900: A, B, C (diferentes tamanhos de tampas)


2.3. TIPOS DE VENTILAO


2.4. CONSTRUO E LIGAO

O estator do motor de corrente contnuasustenta os plos principais e os plos decomutao (interplos). Nos plos principaislocaliza-se o enrolamento de excitao principal(F1-F2), eventualmente tambm o enrolamentosrie de excitao auxiliar (D1-D2) e, em casosespeciais, o enrolamento de compensao (C1-C2), montado nas sapatas polares. Nosinterplos tm-se as bobinas do enrolamento decomutao (B1-B2).

No rotor da mquina se encontra o enrolamentoda armadura (A1-A2) e o comutador decorrente.

A figura 2.4.1 mostra a disposio dos plos eenrolamentos e o sentido dos respectivoscampos.

A figura 2.4.2, por outro lado, ilustra as ligaesdo motor CC, com a identificao dosenrolamentos e dos eixos dos campos.

Figura 2.4.1. - Construo de uma Mquina deCorrente Contnua.

Figura 2.4.2. - Ligao de uma Mquina deCorrente Contnua.

Se houver necessidade, pode ser adicionado oenrolamento em srie auxiliar (D1-D2) sobre osplos principais, percorrido pela corrente daarmadura.

O campo S deve atuar contra a reao daarmadura (ao enfraquecedora) e auxiliar ocampo principal H. Por este motivo, o sentidoda corrente no enrolamento auxiliar devepermanecer sempre igual ao sentido da correnteno enrolamento de excitao, tambm quandoocorrer a inverso da corrente de armadura.

O enrolamento de compensao (C1-C2) estlocalizado nas sapatas polares dos plosprincipais e tambm por ele passa a corrente dearmadura. Seu campo deve anular totalmente ocampo transversal A. O considervel custoadicional que o enrolamento de compensaorepresenta justificvel apenas em motorescom altas sobrecorrentes e amplas faixas decontrole de velocidade pelo campo.

2.5. PRINCPIOS DEFUNCIONAMENTO

O funcionamento de um motor de correntecontnua (MCC) est baseado nas forasproduzidas da interao entre o campomagntico e a corrente de armadura no rotor,que tendem a mover o condutor num sentidoque depende do sentido do campo e da correntena armadura (regra de Fleming ou da modireita).

A figura 2.5.1 mostra o sentido das foras queagem sobre uma espira. Sob a ao da fora aespira ir se movimentar at a posio X-Yonde a fora resultante nula, no dandocontinuidade ao movimento. Torna-se ento,necessrio a inverso da corrente na espirapara que tenhamos um movimento contnuo.Este problema resolvido utilizando umcomutador de corrente.

Este comutador possibilita a circulao decorrente alternada no rotor atravs de uma fonteCC.

Para se obter um conjugado constante durantetodo um giro da armadura do motor utilizamosvrias espiras defasadas no espao montadassobre um tambor e conectadas ao comutador.


Figura 2.5.1. - Foras que atuam em uma espiraimersa num campo magntico, percorrida pelacorrente de armadura.

Com o deslocamento dos condutores daarmadura no campo surgem tenses induzidas(fora contraeletromotriz fcem), atuando nosentido contrrio ao da tenso aplicada.A fora contraeletromotriz E proporcional velocidade e ao fluxo magntico.

(1)n - rotao.F - fluxo magntico.CE - constante.

A soma das foras que atuam sobre oscondutores do induzido cria o conjugadoeletromagntico dado por:

(2)IA - corrente de armadura.Cm - constante.

A potncia til (nominal em W) que o motordesenvolve pode ser dada por:

Potncia til (W) = UA . I . h

UA - tenso armadura.I - corrente nominal.h - rendimento.O circuito equivalente da mquina CC pode serrepresentado conforme figura 2.5.2.

Figura 2.5.2. - Circuito equivalente de umaMquina CC.

Analisando, temos:

(3)

RA - resistncia do circuito da armadura.UA - tenso de armadura.IA - corrente de armadura.

Das equaes (1) e (3) pode-se obter umarelao que fornece a velocidade da mquinaem funo das outras grandezas envolvidas.

(4)

Com as grandezas: tenso de armadura,corrente de armadura e fluxo magntico, a partirdas equaes (2) e (4), pode-se obter ocomportamento do motor para os tipos bsicosde excitao.

2.6. TIPOS BSICOS DE EXCITAO

2.6.1. Excitao Independente

A rotao do motor pode ser alterada, conformea equao (4), mantendo o fluxo (F) constante evariando a tenso de armadura (controle dearmadura), ou mantendo a tenso de armadurafixa e alterando o fluxo (controle pelo campo).

E = n . F . CE

C = Cm . F . IA

UA - E - IA RA = 0

n = E = UA - IA RACE. F CE. F


Figura 2.6.1. - Diagrama eltrico de umaMquina CC ligao independente.

UE - tenso de campo.IE - corrente de campo.

Alterar fluxo magntico significa modificarcorrente de campo.No controle pela armadura para IA = constante,o torque constante e a potncia proporcional arotao:

P = Pn n nN

nN - rotao nominal.Pn - potncia nominal.

No controle de campo, para IA = constante, otorque inversamente proporcional rotao ea potncia constante.

C = Cn nN n

Cn - conjugado nominal.

Em considerao a comutao e para se ter umcontrole estvel, a corrente de armadura poderser nominal somente at a rotao mxima nM(quebra de comutao).

Figura 2.6.2. - Curvas caractersticas do motorde excitao independente.

A regulagem pela armadura usada paraacionamentos de mquinas operatrizes emgeral, como: ferramentas de avano, torque defrico, bombas a pisto, compressores, etc.

A regulagem de campo por sua vez usadapara acionamento de mquinas de corteperifrico, como em chapeamento de toras,tornos, bobinadeiras, mquinas txteis, etc.

2.6.2. Excitao Srie

Na figura 2.6.3. pode-se verificar que a correntede armadura passa pelo enrolamento de campo,sendo responsvel pelo fluxo gerado. Enquantono atingida a saturao magntica, avelocidade do motor diminui de formainversamente proporcional intensidade decorrente de armadura.

Figura 2.6.3. - Diagrama eltrico de umamquina CC ligao srie.

Da equao (2) pode se verificar nos motoressrie que o torque proporcional ao quadradoda corrente enquanto o circuito magntico noest saturado (Figura 2.6.4).

C = Cm . F. IA

Ento, C IA2

Figura 2.6.4. - Curva caracterstica do motorsrie.


Portanto o motor srie pode trabalhar emregimes de sobrecarga, sendo o aumento doconsumo de corrente relativamente moderado.Esta propriedade essencialmente valiosa paraa trao eltrica, acionamentos de guindaste,etc.Deve-se ter em conta que no caso da reduoda carga, a velocidade do motor se torna togrande que as foras centrfugas podem destruiro seu induzido. Por isso, quando a tenso nominal, no se deve colocar em funcionamentoo motor com uma carga muito reduzida.

2.6.3. Excitao Composta

Muitas vezes desejamos um motor comcaractersticas intermedirias. esta acaracterstica do motor de excitao composta.Este motor possui dois enrolamentos, um sriee outro paralelo (Figura 2.6.5). Na maioria doscasos os dois enrolamentos so acoplados deforma que os fluxos magnticos se adicionem.

Figura 2.6.5. - Diagrama eltrico de umamquina CC de excitao composta.

Este tipo de excitao ideal paraacionamentos com variaes bruscas de carga(ex.: prensa), e para se obter umcomportamento mais estvel da mquina(Figura 2.6.6).

Figura 2.6.6. - Curva caracterstica do motorde excitao composta.

2.7. ESQUEMAS BSICOS DELIGAO

2.7.1. Sentido de Rotao

No enrolamento de excitao a corrente flui donmero caracterstico 1 para o nmero 2 (Ex.:F1 ligado no "+" e F2 ligado no "-").No sentido de rotao direita, A1 dever serpositivo.Para uma mquina com apenas uma ponta deeixo, ou com duas pontas de eixo de dimetrodiferente, vale como sentido de rotao aqueledo rotor que se pode observar quando se olhado lado frontal da ponta de eixo ou da ponta deeixo de maior dimetro.Em pontas de eixo de dimetro igual, deve-seobservar a partir do lado afastado docomutador.

Excitao Independente Excitao Srie

Figura 2.7.1. - Inverso do sentido de rotao.

OPERAO COMO MOTOR:A corrente flui no enrolamento da armadura daescova "+" para "-".

OPERAO COMO GERADOR:A corrente flui no enrolamento da armadura daescova "-" para a "+".


2.7.2. Especificao dos Bornes

Enrolamento de armadura

Enrolamento do plo decomutao

B1 incioB2 fim

Enrolamento de compensaoC1 incioC2 fim

Enrolamento de excitaoligao em srie

D1 incioD2 fim

Enrolamento de excitaoligao em derivao

E1 incioE2 fim

Enrolamento de excitaoindependente

F1 incioF2 fim

2.8. FONTES DE ALIMENTAO

Para se obter uma tenso CC de nvel varivelpodem se utilizar vrios mtodos, alguns delesdescritos a seguir:

a) Chaves de Partida

A corrente de armadura e do campo pode serajustado atravs de resistncias variveis emescalas.A desvantagem o elevado calor de perdasgerado.

b) Sistema Ward-Leornard

A exigncia por acionamentos com regulaorpida da rotao sem escalamentos foisatisfeita pelo sistema de regulao Ward-Leornard.A rotao do motor CC pode ser alteradacontinuamente atravs da variao da correntede excitao do gerador. Sua desvantagem autilizao de no mnimo 3 mquinas.

c) Conversores Estticos

Estes conversores compem-se basicamentede uma ponte retificadora tiristorizada quefornece corrente contnua com tenso varivel apartir de uma tenso alternada.Os conversores podem ser alimentados porrede trifsica em 220, 380 ou 440V ou por redemonofsica, conectados entre fase e neutro ouentre fase e fase. Isto vai dependerbasicamente da potncia do motor e de suaaplicao no sistema a acionar.

2.8.1. Tenses Usuais - Acionamentos CC

Tenso de Alimentao (V)

Monofsica Trifsica

220 380 440 220 380 440

Tenso de Armadura

170

230

260

300

340

400

460 460

520

Tenso de Campo

190 190

310 310

2.9. FATOR DE FORMA

Os motores so projetados para o tipo dealimentao especificado. Pode surgir um fatorde forma ff de, no mximo, 1,2 quando aalimentao feita atravs de uma pontemonofsica. Isto significa que o valor efetivo dacorrente pode ser de at 1,2 x IA. Isto precisaser levado em considerao na escolha defusveis e dos cabos de conexo e ligao. Ofator de forma a relao entre o valor eficaz eo valor mdio da corrente fornecida armadura.

ff = Corrente de armadura eficazCorrente de armadura mdia

A corrente contnua obtida de um conversorcontm certa amplitude de ondulao (ripple),avaliada pelo fator de forma. Esta ondulaoafeta a potncia da mquina , pois piora ascondies de comutao e aumenta as perdasno ferro e no cobre, aumentando oaquecimento. Assim a potncia do motor deveser diminuda, dependendo do fator de forma dacorrente fornecida armadura.

(%)ffWi 11002 -=


Figura 2.9.1. - Ondulao da tenso emconversores CC.

Figura 2.9.2. - Ondulao da corrente emfuno do fator de forma.

Para diminuir o fator de forma, deve-se diminuira amplitude de ondulao. Isto conseguidocom o aumento da indutncia do circuito daarmadura. As mquinas WEG tm elevadaindutncia prpria, reduzindo a ondulao.No entanto, conversores monofsicos fornecemcorrente com ondulao muito alta, sendonecessrio instalar uma indutncia (reatncia)externa em srie com a armadura (Figura 2.9.3).

Figura 2.9.3. - Posio da bobina no diagramaunifilar.

2.10. DETERMINAO DA BOBINADE INDUO

A indutncia que dever ser colocada em sriecom a armadura determinada atravs daequao abaixo:

Un - tenso alternada da rede (V).Ia - corrente de armadura (V).La - indutncia prpria da armadura (mH).K1 - constante (tabela 2.10.1).

A indutncia da armadura La pode ser estimadaatravs da equao:

Ua - tenso de armadura (V).nN - rotao nominal (rpm).K2 - constante (tabela 2.10.2).

Caso desejar-se calcular a resistncia daarmadura deve ser utilizada a seguinteequao:

K3 - constante (tabela (2.10.2).

Tabela 2.10.1 - Constante K1.

K1

UaUn

ConversorMonofsicoTotalmenteControlado

ConversorMonofsico

SemiControlado

0,9 1,35 1,35

0,82 1,53 1,49

0,77 1,76 1,69

0,73 1,85 1,71

0,68 2,02 1,76

0,64 2,07 1,75

0,63 2,16 1,75

0,59 2,25 1,71

0,54 2,34 1,67

0,50 2,34 1,58

(mH)LaIa

Un.K1Lext -

(mH)nN

Ua.K2aL

,71

=

(mH)nN

Ua.K3aR

,81

=


Tabela 2.10.2. - Constantes para o clculo de La e Ra.

K2PACOTE DNF

DNDDNX DNE DNA

DNFDND

DNX DNE DNA

090.070 895 1100 1708 - 280 300 525 -

090.100 671 850 1280 - 180 190 323 -

090.140 529 710 976 - 118 130 215 -

090.200 407 570 773 - 80 90 147 -

100.110 508 580 813 - 80 85 136 -

100.150 - - 630 - - - 94 --

100.210 - - 529 - - - 64,5

112.100 346 420 - - 60 60 - -

112.130 285 330 - - 41 45 - -

112.170 264 295 366 - 33 33 51 -

112.120 175 225 - - 28 30 - -

112.240 - - 305 - - - 35,2 -

112.160 144 175 - - 20 20 - -

112.210 112 150 173 - 13 16 25,6 -

112.270 - - 118 - - - 18,5 -

132.130 112 135 218 - 12,5 12 22 -

132.180 85 105 163 - 7,8 8,5 14,3 -

132.240 69 85 128 - 5,7 6 10,4 -

132.320 - - 110 - - - 8 -

160.150 72 77 - 83 5,9 6,2 - 7

160.190 62 66 - 72 4,4 4,6 - 5,2

160.240 51 53 84 60 3,2 3,55 7,2 3,8

160.300 42 45 69 51 2,65 2,75 5,8 3

160.370 - - 73 - - - 4,8 -

180.180 39 39 - - 3,2 3,35 - -

180.220 33 35 - 39 2,45 2,62 - 3

180.270 25,5 27 51 33 1,94 2,15 4,9 2,45

180.330 23,5 23 43 26,5 1,56 1,75 3,7 1,93

180.400 - - 39 - - - 3,9 -


K2 K3

PACOTE DC(N)FDC(N)D

DC(N)X DC(N)ADC(N)FDC(N)D

DC(N)X DC(N)W

200.200 31,5 32 - 1,8 1,87 -

200.240 26 27 36 1,4 1,5 1,97

200.280 23 23,5 31,5 1,14 1,18 1,55

200.330 18,5 22 27,5 0,95 1,09 1,4

200.400 18 19 22 0,9 0,88 1,1

225.250 19 - 21,5 0,98 - 1,15

225.290 16 17,5 20,3 0,78 0,88 1,0

225.340 13 15,5 17 0,63 0,705 0,8

225.400 11,7 14 15 0,5 0,580 0,65

250.290 12 13 15,3 0,5 0,53 0,68

250.340 10,5 11,5 15,3 0,4 0,445 0,48

250.400 9,2 10,8 13 0,31 0,39 0,47

NoCompensado

250.470 8,5 9,5 11,5 0,29 0,32 0,39

250.210 10,5 10 13,6 1,07 1,15 1,34

250.250 9 8,7 10,5 0,85 0,94 1,2

250.290 7,5 7,7 10,7 0,67 0,705 0,91

250.340 6,5 6,5 7,8 0,56 0,627 0,752

250.400 5,2 5 6,3 0,44 0,47 0,655

Compensado

250.470 4,7 4,7 6 0,37 0,395 0,52

280.250 - - 13 - - 0,48

280.290 - - 12,5 - - 0,42

280.340 9,3 10,7 10,8 0,27 0,326 0,335

280.400 8 9,5 9,5 0,21 0,263 0,255

280.470 6,8 8,2 8,4 0,17 0,215 0,215

NoCompensado

280.550 6 7,3 7,3 0,14 0,171 0,176

280.340 4 - 4,7 0,35 - 0,395

280.400 3,5 4,3 4,1 0,28 0,306 0,305

280.470 3,5 3,9 3,7 0,23 0,265 0,262

280.550 3 2,8 3,25 0,19 0,213 0,215

Compensado

280.640 2,6 2,9 2,77 0,16 0,18 0,178


K2 K3

PACOTE DCFDCD

DCX DCADCFDCD

DCX DCA

315.400 2,8 2,7 2,6 0,17 0,193 0,19

315.470 2,1 2,1 2,35 0,14 0,156 0,149

315.550 1,9 1,9 1,86 0,12 0,128 0,128

315.640 1,5 1,8 1,71 0,095 0,112 0,109

315.740 1,4 1,6 1,58 0,082 0,093 0,09

355.400 1,9 2,2 2,2 0,107 0,108 0,117

355.470 2,0 2,1 1,8 0,092 0,094 0,096

355.550 1,65 1,6 1,8 0,069 0,077 0,083

355.640 1,62 1,15 1,58 0,060 0,064 0,068

355.740 1,38 1,5 1,48 0,051 0,052 0,055

355.850 1,28 1,3 1,25 0,047 0,047 0,045

400.400 1,3 - 1,6 0,068 - 0,08

400.470 1,35 - 1,5 0,058 - 0,062

400.550 1,3 - 1,1 0,0495 - 0,051

400.640 1,0 - 1,08 0,041 - 0,043

400.740 0,77 - 0,87 0,0305 - 0,036

400.850 0,75 - 0,085 0,0255 - 0,085

400.970 0,65 - 0,65 0,0206 - 0,065

450.400 1,2 - 1,1 0,043 - 0,047

450.470 1,1 - 1,0 0,036 - 0,039

450.550 0,97 - 0,85 0,030 - 0,031

450.640 0,65 - 0,75 0,0235 - 0,027

450.740 0,66 - 0,7 0,190 - 0,023

450.850 0,55 - 0,55 0,0158 - 0,018

450.970 0,51 - 0,5 0,0133 - 0,015

450.1100 0,47 - 0,38 0,117 - 0,013

NOTA: A partir da carcaa 315, todas as mquinas so compensadas.


2.11. RENDIMENTO

O motor eltrico absorve energia eltrica dalinha e a transforma em energia mecnicadisponvel no eixo. O rendimento define aeficincia com que feita esta transformao.Chamando potncia til (Pu) a potnciamecnica disponvel no eixo e potnciaabsorvida (Pa) a potncia eltrica que o motorretira da rede, o rendimento ser relao entreas duas, ou seja:

O rendimento varia com a carga e com arotao, conforme mostrada na figura 2.11.1.

Figura 2.11.1. - Variao do Rendimento emfuno da Carga e Rotao.

H dois mtodos principais para determinaodo rendimento: o direto e o por adio dasperdas.

No caso de valores garantidos, a norma permiteas seguintes tolerncias:

a) Pela adio das perdas.

Motores de potncias igual ou inferior a 50 kW:Tolerncia = -0,15 (1 - h)

Motores de potncia nominal superior a 50 kW:Tolerncia = -0,10 (1 - h)

b) Pelas perdas totais: -0,15 (1 - h).

Ia.Ua

)kW(P.

)W(Pa

)W(Pu 1000==h


3. CARACTERSTICAS DO AMBIENTE

Entre outros, dois fatores influem nadeterminao da potncia admissvel: atemperatura do meio refrigerante e a altitude emque o motor vai ser instalado.

Conforme normas as condies usuais deservio so:

a) Meio refrigerante (na maioria dos casos o arambiente) com temperatura no superior a40C e isento de elementos prejudiciais.

b) Altitude no superior a 1000m acima donvel do mar.

At estes valores de altitude e temperaturaambiente consideram-se condies normais e omotor deve fornecer, sem sobreaquecimento,sua potncia nominal.

3.1. ALTITUDE

Motores funcionando em altitudes acima de1000m apresentam problemas de aquecimentocausado pela rarefao do ar e conseqentediminuio do seu poder de arrefecimento.

A insuficiente troca de calor entre o motor e o arcircundante leva exigncia de reduo deperdas, o que significa tambm , reduo depotncia.

Tabela 3.1.1 - Potncia Permitida em % daPotncia do Catlogo - Tipo DC(N)E.

Temperatura Ambiente em CAlturaAcima doNvel doMar (m) 30 30 40 45 50 55 60

1000 105 100 100 92 85 77 70

1500 102 92 92 85 77 70 63

2000 100 85 85 77 70 63 58

Tabela 3.1.2. - Potncia Permitida em % daPotncia do Catlogo - Tipos DC(N)F, DC(N)D,DC(N)S, DC(N)X, DC(N)W.


1000 105 100 100 95 90 85 80

1500 102 95 95 90 85 80 77

2000 100 90 90 85 80 77 74

Tabela 3.1.1. - Potncia Permitida em % daPotncia do Catlogo - Tipo DC(N)A.


1000 105 100 100 93 88 83 77

1500 102 93 93 88 83 77 70

2000 100 88 88 83 77 70 66

3.2. TEMPERATURA AMBIENTE

Motores que trabalham em temperaturasinferiores a -20C apresentam os seguintesproblemas:

a) Excessiva condensao, exigindo drenagemadicional ou instalao de resistncia deaquecimento, caso o motor fique parado porlongos perodos.

b) Formao de gelo nos mancais, provocandoendurecimento da graxa ou lubrificante nosmancais exigindo o emprego de lubrificantesespeciais ou graxas anticongelantes.

Em motores que trabalham a temperaturasambientes constantemente superiores a 40C, oenrolamento pode atingir temperaturasprejudiciais isolao eltrica.Este fato tem que ser compensado por umprojeto especial do motor, usando materiaisisolantes especiais ou pela reduo da potncianominal do motor.Esta reduo poder ser determinada a partirdas tabelas 3.1.1, 3.1.2 e 3.1.3.

3.3. ATMOSFERA AMBIENTE

3.3.1. Ambientes Agressivos

Ambientes agressivos, tais como estaleiros,instalaes porturias, indstria de pescado eaplicaes navais em geral, indstria qumica epetroqumica, exigem que os equipamentos queneles trabalham sejam perfeitamenteadequados para suportar tais circunstnciascom elevada confiabilidade, sem apresentarproblemas de qualquer espcie.

Os motores devero ter as seguintescaractersticas especiais:- Enrolamento duplamente impregnado;- Placa identificao de ao inoxidvel;- Elementos de montagem zincados;


- Ventilador de material no faiscante;- Retentores de vedao entre o eixo e as

tampas;- Massa de calafetar na passagem dos cabos

de ligao pela carcaa.

3.3.2. Ambientes Perigosos

O motor CC apresenta a desvantagem depossuir uma fonte de fascas (comutador), quepodem ocasionar a ignio de materiaisinflamveis.

desaconselhvel a utilizao de motores emambiente cuja presena na atmosfera perigosa constante (Diviso I - IEC/ABNT), utilizando-os apenas onde a presena ocasional (DivisoII-IEC/ABNT).Em reas com material inflamvel pertence classe II ou III da norma NEC descrita a seguir,podemos utilizar motores com ventilao pordutos.

Classificao dos Ambientes

a) Quanto s condies de Trabalho:

Diviso I:Ambientes enquadrados na diviso I so reasque contm permanentemente (ou seja, emcondies normais de trabalho) vapores ougases explosivos ou combustveis.

Diviso II:Ambientes enquadrados na diviso II so reasonde a presena dos agentes possveis deexploso somente ocorre em situaes normais.Nesta diviso no so necessrios motores prova de exploso, podendo ser especificadosmotores de "segurana aumentada" (IncreasedSafety), proteo simbolizada por (Ex.)pela IEC.As principais caractersticas destes motores soa inexistncia de partes faiscantes e umasobrelevao admissvel de temperatura 10Cinferior normalmente especificada para cadaclasse de temperatura do isolamento.

b) Quanto ao tipo de material - Conforme NEC

Classe I:reas com esta classificao so aquelas ondeexiste a presena de misturas compostas degases e/ou vapores inflamveis. Subdivide-seem 4 grupos A, B, C e D, dependendo do tipode gs ou vapor, levando em conta a facilidadede inflamao (temperatura) e a presso emque ocorre exploso.Como exemplos de materiais tpicos dosdiversos grupos podemos citar:

Grupo A - Acetinado.Grupo B - Hidrognio, butadieno.Grupo C - ter etlico, etileno.Grupo D - Gasolina, nafta, solventes em geral.

Classe II:reas onde existem poeiras inflamveis eeletrocondutoras. Subdivide-se em trs grupos:E,F e G, dependendo do tipo de material elevando-se em conta a facilidade de inflamao.

Classe III:reas onde existem fibras e partculasflutuantes inflamveis. Os requisitos do motorpara ambientes classificados nas classes II e IIIdizem respeito, principalmente s temperaturasatingidas na superfcie externa e devem levarem conta o acmulo das poeiras ou fibras sobreo motor que impede a dissipao do calorlevando queima do motor ou ignio domaterial inflamvel.

3.4. GRAUS DE PROTEO

Os invlucros dos equipamentos eltricos,conforme as caractersticas do local em quesero instalados e de sua acessibilidade, devemoferecer um determinado grau de proteo.Assim, por exemplo, um equipamento a serinstalado num local sujeito a jatos d'gua devepossuir um invlucro capaz de suportar taisjatos, sob determinados valores de presso engulo de incidncia, sem que existapenetrao de gua.

Cdigo de identificao

A norma NBR-6146 define os graus de proteodos equipamentos eltricos por meio das letrascaractersticas IP, seguidas por dois algarismos.

Tabela 3.4.1. - 1 ALGARISMO: indica o graude proteo contra penetrao de corposslidos estranhos e contato acidental.

1 ALGARISMO

01

2

3

4

5

6

Sem proteoCorpos estranhos de dimenses acima de50mmCorpos estranhos de dimenses acima de12mmCorpos estranhos de dimenses acima de2,5mmCorpos estranhos de dimenses acima de1,0mmProteo contra acmulo de poeirasprejudiciais ao motorTotalmente protegido contra poeira


Tabela 3.4.2. - 2 ALGARISMO: Indica o graude proteo contra penetrao de gua nointerior do motor.

2 ALGARISMO

012

3

45678

Sem proteoPingos de gua na verticalPingos de gua at a inclinao de 15 com averticalgua de chuva at a inclinao de 60 com averticalRespingos de todas as direesJatos de gua de todas as direesgua de vagalhesImerso temporriaImerso permanente

As combinaes entre os dois algarismos, isto, entre os dois critrios de proteo, estoresumidos na tabela 3.4.3.

Tabela 3.4.3. - Graus de Proteo.

1 algarismo 2 algarismoMotor

Classede

Proteo

Proteocontra

contato

Proteocontra corpos

estranhos

Proteocontra gua

IP00

IP02

no tem no tem no tem

pingos de guaat uma

inclinao de15 com a

vertical

ABERTOS

IP11

IP12

IP13

toqueacidental

com a mo

Corposestranhosslidos dedimensesacima de

50mm

pingos de guana vertical

pingos de guaat uma

inclinao de15 com a

vertical

gua de chuvaat uma

inclinao de60 com a

vertical

IP21

IP22

IP23

toque comos dedos

Corposestranhos

slidos acimade 12mm

pingos de guana vertical

pingos de guaat uma

inclinao de15 com a

vertical

gua de chuvaat uma

inclinao de60 com a

vertical

IP44 toque comferramentas

Corposestranhosslidos dedimenses

acima de 1mm

respingos detodas asdirees

IP54

IP55

proteocompleta

contratoque

proteocontra

acmulo depoeirasnocivas

respingos detodas asdirees

jatos de guade todas as

direes

FECHADOS

IPW55 proteocompleta

contratoques

proteocontra

acmulo depoeirasnocivas

chuvamaresia

Existem ainda letras adicionais quecomplementam a proteo, e so as seguintes:

R - mquina cuja ventilao por dutos;W - proteo contra intempries;S - para mquinas cuja proteo contra gua ensaiada parada;M - mquina cuja proteo contra gua ensaiada em movimento.Ex.: IPR 44 IPW 54 IP 23S

Tipos Usuais de Proteo

Embora os algarismos indicativos de grau deproteo possam ser combinados de muitasmaneiras, somente alguns tipos de proteo soempregados nos casos normais. So eles: IP21,IP22, IP23 e IP44.Os trs primeiros so motores abertos e ltimo motor totalmente fechado. Para aplicaesespeciais mais rigorosas, so comuns tambmos graus de proteo IP54 (ambientes muitoempoeirados) e IP55 (casos em que osequipamentos so lavados periodicamente commangueiras, como em fbricas de papel).


Assim, por exemplo, um motor IP44 substituicom vantagem os IP12, IP22 e IP23,apresentando maior segurana contraexposio acidental a poeiras e gua. Istopermite padronizao da produo em um nicotipo que atenda a todos os casos, comvantagem adicional para o comprador nos casosde ambientes menos exigentes.

3.5. RESISTNCIA DEAQUECIMENTO

As resistncias de aquecimento so utilizadasem motores instalados em ambientes muitomidos e que ficam parados por longo espaode tempo. Aquecendo os enrolamentos domotor alguns graus acima da temperaturaambiente (5 a 10C), as resistncias impedem acondensao de gua no seu interior.

A instalao opcional, solicitada pelo clienteou recomendada pela WEG quando ficarevidenciada a aplicao em ambientesdesfavorveis.

As resistncias de aquecimento poderofuncionar em redes de alimentao de 110V,220 e 440V, dependendo da tenso daresistncia e da ligao das mesmas.

A tenso de alimentao das resistnciasdever ser especificada pelo cliente.Dependendo da carcaa, sero empregados osresistores de aquecimento da tabela 3.2.1.

Tabela 3.2.1. - Resistncia de Aquecimento.

Carcaa Potncia (W)

90 a 132160 a 250280 e 315355 e 400

450

50150216450600

Nos motores CC tipo DNE at a carcaa 132,em vez da resistncia de aquecimento poderser utilizado o prprio enrolamento de campo,que mantido permanentemente ligado.


4. CARACTERSTICAS DE DESEMPENHO

4.1. POTNCIA NOMINAL

a potncia que o motor pode fornecer dentrode suas caractersticas nominais, em regimecontnuo.O conceito de potncia nominal, ou seja, apotncia que o motor pode fornecer, estintimamente ligado a elevao de temperaturado enrolamento. Sabemos que o motor podeacionar cargas de potncias bem acima de suapotncia nominal. O que acontece, porm, que, se esta sobrecarga for excessiva, isto , forexigida do motor uma potncia muito acimadaquela para qual foi projetado, o aquecimentonormal ser ultrapassado e a vida do motor serdiminuda, podendo ele, at mesmo, queimar-serapidamente.

4.2. ELEVAO DE TEMPERATURA -CLASSE DE ISOLAMENTO

4.2.1. Aquecimento do Enrolamento

A potncia til fornecida pelo motor na ponta doeixo menor que a potncia que o motorabsorve da linha de alimentao, isto , orendimento do motor sempre inferior a 100%.A diferena entre as duas potncias representaas perdas que so transformadas em calor, oqual aquece o enrolamento e deve ser dissipadopara fora do motor, para evitar que a elevaode temperatura seja excessiva.

4.2.2. Vida til de uma Mquina de CorrenteContnua

Se no considerarmos as peas que sedesgastam devido ao uso, como escovas erolamentos, a vida til de uma mquina CC determinada pelo material isolante.Este afetado por muitos fatores, comounidade, vibraes, ambientes corrosivos eoutros.Dentre todos os fatores, o mais importante ,sem dvida, a temperatura de trabalho dosmateriais isolantes.Das curvas de variao das caractersticas dosmateriais em dependncia da temperaturadetermina-se a sua vida til, que reduzida pelametade a cada 8C de operao acima datemperatura nominal da classe.Quando falamos em diminuio da vida til domotor no nos referimos apenas stemperaturas elevadas, quando o isolante sequeima e o enrolamento destrudo de repente.Vida til da isolao em termos de temperatura

de trabalho, bem abaixo daquela em que omaterial se queima, refere-se aoenvelhecimento gradual do isolante, que vai setornando ressecado perdendo o poder isolante,at que no suporte mais a tenso aplicada eproduza o curto-circuito.

4.2.3. Classes de Isolamento

Como foi visto acima, o limite de temperaturadepende do tipo de material empregado. Parafins de normalizao, os materiais isolantes e ossistemas de isolamento (cada um formado pelacombinao de vrios materiais) so agrupadosem CLASSES DE ISOLAMENTO, cada qualdefinida pelo respectivo limite de temperatura,ou seja, pela maior temperatura que o materialpode suportar continuamente sem que sejaafetada sua vida til normal.

As classes de isolamento utilizadas emmquinas eltricas e os respectivos limites detemperatura conforme NBR 5116, so osseguintes:Classe A (105C)Classe E (120C)Classe B (130C)Classe F (155C)Classe H (180C)

muito difcil medir a temperatura doenrolamento com termmetros ou termopares,pois a temperatura varia de um ponta a outro enunca se sabe se o ponto da medio estprximo do ponto mais quente.O mtodo mais preciso e mais confivel de semedir a temperatura de um rolamento atravsda variao de sua resistncia hmica com atemperatura, que aproveita a propriedade doscondutores de variar sua resistncia segundouma lei conhecida.A elevao de temperatura pelo mtodo daresistncia calculada por meio da seguintefrmula, para condutores de cobre:

Onde:Dt - a elevao de temperatura.t1 - temperatura do enrolamento antes doensaio, praticamente igual a do meiorefrigerante, medida por termmetro.t2 - temperatura dos enrolamentos no fim doensaio.

( ) tat1t1235R1

R1R2ta-t2t -++

-==D


ta - temperatura do meio refrigerante no fim doensaio.R1 - resistncia fria antes do ensaio.R2 - resistncia quente depois do ensaio.

A temperatura do ponto mais quente doenrolamento deve ser mantida abaixo do limiteda classe. A temperatura total vale a soma datemperatura ambiente j com a elevao detemperatura Dt mais a diferena que existe entrea temperatura mdia do enrolamento e a doponto mais quente.As normas de motores fixam a mximaelevao de temperatura Dt, de modo que atemperatura do ponto mais quente fica limitada,com base nas seguintes consideraes:

a) A temperatura ambiente , no mximo 40C,por norma, e acima disso as condies detrabalho so consideradas especiais.

b) A diferena entre a temperatura mdia e ado ponto mais quente no varia muito demotor para motor e seu valor estabelecidoem norma, baseado na prtica 5C, paraas classes A e E, 10C para a classe B e15C para as classes F e H.

As normas de motores, portanto, estabelecemum mximo para a temperatura ambiente eespecificam uma elevao de temperaturamxima para cada classe de isolamento.Deste modo, fica indiretamente limitada atemperatura do ponto mais quente.Os valores numricos e a composio datemperatura admissvel do ponto mais quenteso indicados na tabela abaixo:

Tabela 4.2.1. - Temperatura do ponto maisquente.

CLASSE DEISOLAMENTO A E B F H

Temperatura ambiente 40 40 40 40 40

Dt = Elevao deTemperatura(mtodo de resistncia)

60 75 80 105 125

Diferena entre o pontomais quente e atemperatura mdia

5 5 10 10 15

Total: Temperatura doponto mais quente

105 120 130 155 180

4.3. PROTEO TRMICA

efetuada por meio de protetores trmicos tipotermostatos, termistores ou detectores detemperatura tipo resistncia calibrada,dependendo do tipo de motor e da exigncia docliente. Eles so instalados em contato com asbobinas ou mesmo no interior delas.

Tipos de Protetores Utilizados pela WEG

Termistores

So detetores trmicos compostos de sensoressemicondutores que variam sua resistnciabruscamente ao atingirem uma determinadatemperatura.NTC - Coeficiente de temperatura negativaPTC - Coeficiente de temperatura positivaO tipo PTC um termistor cuja resistnciaaumenta bruscamente para um valor bemdefinido de temperatura, especificado para cadatipo. Esta variao brusca na resistnciainterrompe a corrente no PTC, acionando umrel de sada, o qual desliga o circuito principal.Tambm pode ser utilizado para sistemas dealarme ou alarme e desligamento (2 por fase).Para o termistor NTC acontece o contrrio doPTC, porm, sua aplicao no normal emmotores eltricos, pois os circuitos eletrnicosde controle disponveis, geralmente so para oPTC.Os termistores tem tamanho reduzido, nosofrem desgastes mecnicos e apresentam umaresposta mais rpida em relao aos outrosdetetores.So aplicados em motores CC quandosolicitado pelo cliente.

Termostatos

So detetores trmicos do tipo bimetlico comcontatos de prata normalmente fechados, quese abrem quando ocorre determinada elevaode temperatura. Quando a temperatura deatuao do bimetlico baixar, este volta a suaforma original instantaneamente, permitindo ofechamento dos contatos novamente.Os termostatos podem ser destinados parasistemas de alarme, desligamento ou ambos,quando solicitado pelo cliente. So ligados emsrie com a bobina do contator. Para operar emalarme e desligamento (2 por fase), ostermostatos de alarme devem ser apropriadospara atuao na elevao de temperaturaprevista do motor, enquanto que os termostatosde desligamento devero atuar na temperaturamxima do material isolante.


Resistncias Calibradas Tipo RTD(Resistence Temperature Detectors)

So elementos onde sua operao baseadana caracterstica de variao da resistncia coma temperatura, intrnseca a alguns materiais(geralmente platina, nquel ou cobre). Possuemresistncia calibrada, que varia linearmente coma temperatura, possibilitando umacompanhamento contnuo do processo deaquecimento do motor pelo display docontrolador, com alto grau de preciso esensibilidade de resposta. Sua aplicao ampla nos diversos setores de tcnicas demedio e automatizao de temperatura nasindstrias em geral. Geralmente, aplica-se eminstalaes de grande responsabilidade como,por exemplo, em regime contnuo muitoirregular. Um mesmo detetor pode servir paraalarme e desligamento.Desvantagem: Os elementos sensores e oscircuitos de controle possuem um alto custo.

4.4. REDUO DE POTNCIA PARAELEVAO DE TEMPERATURA DACLASSE B

Em muitos casos exigida uma elevao detemperatura inferior ao da classe, como porexemplo classe F com elevao B.

O motor poder ser escolhido pelo catlogo,com a seguinte reduo da potncia neleespecificada, que referente classe F:

DC(N)F, DC(N)D, DC(N)S,DC(N)X, DC(N)W, DC(N)A

20%

DC(N)E 30%

4.5. REGIME DE SERVIO

o grau de regularidade da carga a que omotor submetido. Os motores normais soprojetados para regime contnuo, em que acarga constante por tempo indefinido e igual potncia nominal do motor.

A indicao do regime do motor deve ser feitapelo comprador da forma mais exata possvel.Nos casos em que a carga no varia ou nosquais varia de forma previsvel, o regime poderser indicado numericamente ou por meio degrficos que representam a variao em funodos tempos das grandezas variveis. Quando aseqncia real dos valores no tempo forindeterminada, dever ser indicada umaseqncia fictcia no menos que a real.

4.5.1. Regimes Padronizados

Os regimes tipo e os smbolos alfanumricos aeles atribudos so os indicados a seguir:

Regime Contnuo (S1)

Funcionamento a carga constante de duraosuficiente para que se alcance o equilbriotrmico.tN = Funcionamento em carga constante.

qmx

= Temperatura mxima atingida.

Figura 4.5.1. - Regime S1.

Regime de Tempo Limitado (S2)

Funcionamento a carga constante, durante umcerto tempo, inferior ao necessrio para atingir oequilbrio trmico, seguido de um perodo derepouso de durao suficiente para restabelecera igualdade de temperatura com o meiorefrigerante.

tN = funcionamento em carga constante

qmx

= temperatura mxima atingida

durante o ciclo.

Figura 4.5.2 - Regime S2.


Regime Intermitente Peridico (S3)

Seqncia de ciclos idnticos, cada qualincluindo um perodo de funcionamento a cargaconstante e um perodo de repouso. Nesteregime o tempo entre uma partida e outra deveser suficientemente grande para que o calorgerado na partida no afete o ciclo seguinte.

tN = funcionamento em carga constante.

tR = repouso.

qmx

= temperatura mxima atingida durante o

ciclo.


Regime Intermitente Peridico com Partidas(S4)

Seqncia de ciclos de regime idnticos, cadaqual consistindo de um perodo de partida, umperodo de funcionamento a carga constante eum perodo de repouso. Neste regime o calorgerado na partida suficientemente grandepara afetar o ciclo seguinte.

tD = partida.


tR = repouso.

qmx


ciclo.


Regime Intermitente Peridico comFrenagem Eltricas (S5)

Seqncia de ciclos de regime idnticos, cadaqual consistindo de um perodo de partida, umperodo de funcionamento a carga constante,um perodo de frenagem eltrica e um perodode repouso.

tD = partida.


tF = frenagem eltrica.

tR = repouso.

qmx


ciclo.


%.tt

tciclododuraodeFator

RN

N 100+

=

%.ttt

ttciclododuraodeFator

RND

ND 100++

+=


Regime de Funcionamento Contnuo comCarga Intermitente (S6)

Seqncia de ciclos de regime idnticos, cadaqual consistindo de um perodo defuncionamento a carga constante e de umperodo de funcionamento em vazio, noexistindo o perodo de repouso.


tV = funcionamento em vazio.

qmx

= temperatura mxima durante o ciclo.


Regime de Funcionamento Contnuo comFrenagem Eltrica (S7)

Seqncia de ciclos de regime idnticos, cadaqual consistindo de um perodo de partida, deperodo de funcionamento a carga constante eum perodo de frenagem eltrica, no existindoo perodo de repouso

tD = partida.


tF = frenagem eltrica.

qmx


ciclo.

Fator de durao do ciclo = 1


Regime de Funcionamento Contnuo comMudana Peridica na Relao Carga /Velocidade de Rotao (S8)

Seqncia de ciclos de regime idnticos, cadaciclo consistindo de um perodo de partida e umperodo de funcionamento a carga constante,correspondente a uma velocidade de rotaopr-determinada, seguidos de um ou maisperodos de funcionamento a outras cargasconstantes, correspondentes a diferentesvelocidades de rotao. No existe o perodo derepouso .

tF1 - tF2 = frenagem eltrica.tD = partida.tN1 - tN2 - tN3 = funcionamento em cargaconstante.qmx = temperatura mxima atingida durante ociclo.

Fator de durao do ciclo:

%.tt

tciclododuraodeFator

VN

N 100+

=

100%.tttttt

ttc)

N3F2N2F1N1D

N3F2

++++++

100%.tttttt

ttb)

N3F2N2F1N1D

N2F1

++++++

100%.tttttt

tta)

N3F2N2F1N1D

N1D

++++++



Regimes Especiais

Quando a carga pode variar durante osperodos de funcionamento, a escolha do motoradequado deve ser feita mediante consulta fbrica e depende de uma descrio completado ciclo:- Potncia necessria para acionar a carga ou

um grfico de potncia requerida durante umciclo, se ela varia;

- Conjugado resistente da carga;- Momento de inrcia total (GD2 ou J) da

mquina acionada, referida sua rotao.

4.5.2. Designao do Regime Tipo

O regime tipo designado pelo smbolo descritono item 4.5.1. No caso de regime contnuo, estepode ser indicado, em alternativa pela palavra"Contnuo".

A designao dos regimes S2 a S8 seguidadas seguintes indicaes:a) S2, do tempo de funcionamento em carga

constante;b) S3 a S6, do fator de durao do ciclo;c) S8, de cada uma das velocidades nominais

que constituem o ciclo, seguida darespectiva potncia nominal e do seurespectivo tempo de durao.

No caso dos regimes S4, S5, S7 e S8, outrasindicaes a serem acrescidas designaodevero ser estipuladas mediante acordo entrefabricante e comprador.

4.5.3. Fator de Reduo de Potncia

Para os regimes S2 e S3 pode ser estimada apotncia equivalente em regime S1, indicada nocatlogo.Nas tabelas a seguir podem ser obtidos osvalores mais usuais para as diferentesventilaes. Nas figuras 4.5.9 e 4.5.10 obtm-sevalores intermedirios.

Tipo DC(N)EREGIME POTNCIA PERMITIDA

S2 - 30 min S2 - 60 min S3 - 40% ED S3 - 60% ED

180% da potncia do catlogo150% da potncia do catlogo150% da potncia do catlogo125% da potncia do catlogo

Tipos DC(N)F, DC(N)D, DC(N)S, DC(N)X,DC(N)A

REGIME POTNCIA PERMITIDA

S2 - 30 min S2 - 60 min S3 - 40% ED S3 - 60% ED

107% da potncia do catlogo 100% da potncia do catlogo 120% da potncia do catlogo 110% da potncia do catlogo

Para o regime S3 a durao mxima de umciclo deve ser de 10 min.

Potncia Equivalente para Regime S1:

Figura 4.5.9. - Fator de reduo da potnciaTipo DC(N)E.

Potncia Equivalente para Regime S1:

Figura 4.5.10 - Fator de reduo da potnciaTipos DC(N)F, DC(N)D, DC(N)S, DC(N)X,DC(N)A.


4.5.4. Potncia Equivalente

Apesar das inmeras formas normalizadas dedescrio das condies de funcionamento deum motor, freqentemente necessrio, naprtica, avaliar a solicitao imposta ao motorpor um regime mais complexo do que aquelesdescritos nas normas. Uma forma usual calcular a potncia equivalente, pela frmula:

Onde:Pm= Potncia de sada do motorP = Potncia varivel com o tempoT = Durao total do ciclo

O mtodo fundamenta-se na hiptese de que acarga efetivamente aplicada ao motor acarretara mesma solicitao trmica que uma cargafictcia, equivalente, que solicita continuamentea potncia Pm . Baseia-se tambm no fato deser assumida uma variao das perdas com oquadrado da carga, e que a elevao detemperatura diretamente proporcional sperdas.Isto verdadeiro para motores que giramcontinuamente, mas so solicitados de formaintermitente.Se o motor fica em repouso entre os tempos decarga dever ser verificado o tipo de ventilao,pois a refrigerao poder ser menor do quequando o motor opera.Nestes casos a frmula acima pode sersubstituda por:

Onde:ti - tempos em carga.tr - tempos em repouso.Pi - cargas correspondentes.

Para os seguintes tipos de ventilao deve serconsiderada a relao acima:- DC(N)S.- DC(N)F, DC(N)D, DC(N)X, DC(N)A caso os

ventiladores forem desligados.

a) Funcionamento contnuo com solicitaesintermitentes, ou com repouso, mas para ostipos DC(N)E, DC(N)F, DC(N)D, DC(N)X,DC(N)A sem o desligamento do ventilador.

b) Funcionamento com carga varivel e comrepouso entre os tempos de carga.

dt.PkT

1Pm 2

0

2 =

t6t5t4t3t2t1

t6.P6t5.P5t4.P4t3.P3t2.P2t1.P1Pm

222222

++++++++++

=

( )t7t4t23

1t6t5t3t1

t6.P6t5.P5t3.P3t1.P1Pm

2222

++++++

+++=

+=

trti

ti.PiPm

3

1

22


5. CARACTERSTICAS DA CARGA ACIONADA

5.1. POTNCIA NOMINAL DO MOTOR

Quando se deseja escolher um motor paraacionar uma determinada carga, precisoconhecer o conjugado requerido pela carga e arotao que essa carga deve ter em condiesnominais. Conhecendo-se tambm o tipo deacoplamento possvel saber qual a rotaonominal do motor.

Portanto a potncia nominal do motor dadapor:

Pn = 2pnCn

Onde:Pn = Potncia nominal do motor em (watt).Cn = Conjugado nominal do motor em (mN).n = Rotao nominal do motor em (rps)(rpm/60).

Na equao acima considerou-se que oconjugado requerido pela carga igual aoconjugado nominal do motor. Essaconsiderao s verdadeira para acoplamentodireto. Quando o acoplamento for com reduode velocidade, o conjugado requerido pelacarga deve ser referido ao eixo do motor, daseguinte maneira:

Cn= nc . Ccn hac.n

Onde:nc = Rotao da carga em (rps).Ccn = Conjugado nominal da carga em (mN).hac = Rendimento do acoplamento.

O rendimento do acoplamento definido por:

hac = Pc Pn

Onde: Pc = Potncia transmitida carga em (watt).

Na tabela 5.1.1 a seguir pode ser observado orendimento para alguns tipos de acoplamentos:

Tabela 5.1.1. - Rendimentos de acoplamentos.

Tipo de Acoplamento Faixa deRendimento (%)

Direto 100

EmbreagemEletromagntica

87 - 98

Polia Com Correia Plana 95 - 98

Polia Com Correia V 97 - 99

Engrenagem 96 - 99

Roda Dentada (Correia) 97 - 98

Card 25 - 100

Acoplamento Hidrulico 100

OBSERVAO:Potncia normalmente expressa em kW que um mltiplo do Watt.

Portanto: 1 kW = 1000 W.

Uma outra unidade de potncia muito usada naprtica o Cavalo Vapor (CV). A relao entreCV e kW mostrada abaixo:

1 CV = 0,736 kW.

5.2. ROTAO NOMINAL

a rotao obtida em carga nominal, sobtenso nominal na armadura e campo, natemperatura de funcionamento.A variao da rotao permitida por norma NBRest contida na tabela abaixo.

Tabela 5.2.1. - Tolerncias de Rotaes.

Excitao kW . 1000 rpm Tolerncia

0,67 15%0,67 2,5 10%2,5 10 7,5%

Independenteou em

Derivao10 5%

0,67 20%0,67 2,5 15%2,5 10 10%

Srie

10 7.5%

ExcitaoComposta

Tolerncias compreendidas entreas fixadas para os motores com

excitao independente e asfixadas para motores com

excitao srie, conforme acordoentre fabricante e comprador.


5.3. PARTIDA E FRENAGEM DAMQUINA CC

O fator limitante da corrente de armadura napartida a resistncia de armadura, porquenaquele instante a f.e.m. induzida nula.

Ia0 = UA - f.e.m. Ra

f.e.m. = 0

Ia0 = UA_ Ra

Motores pequenos at 1kw podero partir comtenso plena, e acima deste valor deveropossuir algum sistema de limitao da corrente,pois esta pode danificar o comutador.Para arranque do estado de repouso dasmquinas com proteo IP23S ou IPR44 sepermite, at a velocidade de 30% da nominal,que a corrente seja 2 a 3 vezes a correntenominal durante 5 segundos, sempre que acorrente nominal for vlida para o regime deservio S1. Para mquinas com proteo IP44ou IP55 se permite, at a velocidade de 30% danominal, que a corrente seja 3 a 5 vezes acorrente nominal durante 5 segundos, sempreque a corrente nominal for vlida para o regimede servio S1.Para acelerar a mquina at a velocidadenominal, a corrente permitida 1,5 vezes acorrente nominal at aproximadamente 30segundos, para os tipos de proteo IP23S eIPR44, ou 3 vezes a corrente nominal at 1minuto para os tipos de proteo IP44 e IP55.Isto supondo que a corrente nominal seja vlidapara o regime de servio S1.

A frenagem eltrica pode ser:

a) Frenagem por Contra-corrente

Este tipo de frenagem realiza-se de dois modos:1. Quando a carga obriga o motor a girar em

sentido contrrio ao normal;2. Invertendo o sentido de rotao do motor por

inverso do sentido da corrente no induzido.

b) Frenagem Reosttica

Durante a frenagem reosttica, o induzido domotor desligado da rede e conectado a umaresistncia de carga, onde a mquina funcionacomo gerador, utilizando a energia cinticaarmazenada pelo grupo.

c) Frenagem Regenerativa ou comRecuperao de Energia

Quando a mquina est inicialmentefuncionando como motor e passa a seracionada pela carga a uma velocidade superior do funcionamento em vazio. Neste caso af.e.m. torna-se maior que a tenso da rede e,por isso, a corrente de armadura muda desentido; em conseqncia, muda de sentido obinrio desenvolvido pela mquina, isto , amquina funciona como gerador, em paralelocom a rede.Os valores de corrente de armadura permitidosdurante o perodo de frenagem devem sersolicitados fbrica.

5.4. CARGA COM BLOQUEIO NAARMADURA

Devido ao aquecimento no uniforme nocomutador, quando parado, o que podeocasionar uma ovalizao, recomendado umtempo mximo em funo da carga, mostradona tabela abaixo.

Tabela 5.4.1. - Tempos mximos admissveiscom bloqueio da armadura em mquinas CC.

Motor Corrente de Armadura (%)

200 10 s

100 30 s

50 1,5 min

20 10 min

DC(N)FDC(N)DDC(N)SDC(N)XDC(N)A

15 permanente

200 30 s

100 1,5 min

50 10 minDC(N)E

20 permanente

5.5. SENTIDO DE ROTAO

As mquinas podem funcionar em ambos ossentidos de rotao, horrio e anti-horrio, semprejuzo da ventilao, conjugado ou potncia.Para inverter o sentido de rotao do motor,deve-se inverter a polaridade da ligao daarmadura ou do campo.A inverso de ambos no trar resultado.Normalmente considera-se o sentido horrio,visto pelo lado acionado.


5.6. INRCIA DA CARGA

O momento de inrcia da carga acionada umadas caractersticas fundamentais para verificar,atravs do tempo de acelerao, se o motorconsegue acionar a carga dentro das condiesexigidas pelo ambiente ou pela estabilidadetrmica do material isolante.Momento de inrcia uma medida daresistncia que um corpo oferece a umamudana em seu movimento de rotao emtorno de um dado eixo. Depende do eixo emtorno do qual ele est girando, da forma docorpo e da maneira como sua massa estdistribuda. A unidade do momento da inrcia kgm.O momento de inrcia de uma mquina que temrotao diferente da do motor (por exemplo, noscasos de acionamento por polias ouengrenagens), dever ser referido rotaonominal do motor conforme expresso:

Onde:Jce - Momento de inrcia da carga. referido ao eixo do motor.Jc - Momento de inrcia da carga.nc - Rotao da carga.nN - Rotao nominal do motor.

Figura 5.6.1. - Momento de inrcia em rotaesdiferentes.

Exemplo:

Na Figura 5.6.2 a inrcia da carga referida aoeixo do motor ser:

A inrcia total ser a soma do momento deinrcia do equipamento com a inrcia do prpriomotor:

Jc = Jm + Jce

A inrcia total de uma carga um importantefator para a determinao do tempo deacelerao.

Figura 5.6.2. - Momento de inrcia em rotaesdiferentes.

5.7. TEMPO DE ACELERAO EFRENAGEM

O tempo de acelerao pode ser calculado pelaseguinte expresso:

Onde:ta = tempo de acelerao ou frenagemn = variao de rotao (rpm)

GD = momento de inrcia total em kgf m

(GD2 = 4 Jt)Ca = conjugado de acelerao ou frenagem

Ca = Cm - Cr aceleraoCa = Cm + Cr frenagemCm = Conjugado MotorCr = Conjugado Resistente

Quando se est trabalhando na faixa docontrole da armadura e o conjugado resistente constante em toda a acelerao, torna-se fcil oclculo, bastando substituir os valores nasfrmulas.No caso de se trabalhar tambm na faixa decontrole pelo campo, e/ou conjugado resistentevarivel com a rotao, devero ser calculadostempos parciais para intervalos pequenos derotao e a somatria fornecer o tempo totalde acelerao.

)kgm(nN

ncJcJce 2

2

=

2222

nN

n3J3

nN

n2J2

nN

n1J1

nN

ncJcJce

+

+

+

=

N)(mCa.38,2

n.GDkgf)(mCa.375

n.GDta

22

==


Figura 5.7.1. - Conjugado de acelerao oufrenagem.

Graficamente poder ser obtido um valor mdiopara o conjugado de acelerao na faixa pelocampo e pela armadura.Para o caso de frenagem dever ser adicionadoao conjugado mdio do motor o conjugadomdio resistente.Em acionamentos controlados, o conjugado domotor limitado pela corrente que foi ajustada.Isto significa que o motor pode ser usado at olimite estabelecido.

5.8. SOBRECARGASMOMENTNEAS DURANTE OSERVIO

Na velocidade nominal os motores podemreceber uma carga de 1,6 vezes o conjugadonominal por um perodo de, no mximo, 15segundos em mquinas abertas e 30 segundospara mquinas fechadas.A corrente da armadura de aproximadamente1,8 vezes o valor da corrente nominal emmotores sem enrolamento auxiliar em srie e1,6 vezes em motores com enrolamento emsrie auxiliar. Por via de regra so permissveissobrecargas que excedem o valor de 1,6 vezeso conjugado nominal , especialmente quando omotor est na partida. Como sobrecargaspermissveis dependem do tipo e da utilizaodo motor, recomenda-se fazer consultasprvias.Na Tabela 5.8.1 pode ser verificado o tempomximo admissvel, para vrios valores desobrecarga, quando a mquina estiver natemperatura nominal.

Tabela 5.8.1. - Tempo Mximo de Sobrecarga.

Tempo mximo de sobrecarga (s)Sobrecarga

(I/In)DC(N)F, DC(N)D,DC(N)S, DC(N)X,

DC(N)ADC(N)E

1,1 260 520

1,2 160 200

1,3 60 120

1,4 45 80

1,5 30 60

1,6 25 50

1,7 20 40

1,8 15 30

2,0 13 26

Na figura 5.8.1. pode ser vista a variaoaproximada da corrente e do conjugado emsobrecargas, para mquinas no compensadas.

Figura 5.8.1. - Relao aproximada da variaode corrente em funo do conjugado (mquinasno compensadas).


5.9. SOBRECARGAS DINMICAS EMMCC COM EXCITAOINDEPENDENTE

Os modernos acionamentos por correntecontnua muitas vezes requerem curtosperodos de acelerao e reverso. Isto exigiraltas taxas de variao da corrente.

Devido construo do circuito de campo decomutao em chapas laminadas, podem serfeitas praticamente todas as taxas de variaoda corrente. praxe se relacionar a velocidadede mudana da corrente, bem como variao dacorrente, corrente nominal da mquina.

Onde:In - corrente nominal.i - variao total da corrente.

Valor admissvel:

Onde o fator K1 :1,0 - DC(N)F, DC(N)D, DC(N)X, DC(N)W1,2 - DC(N)A3,0 - DC(N)E

Onde o fator K2 :

1,0 (aquecimento classe F - t = 100C)1,1 (aquecimento classe B - t = 80C)

In , nN = valores nominais de corrente e rotaoI - corrente de sobrecargan - velocidade com enfraquecimento de campo(quando no existir nN = 1) n

)In(is

In

dt

di

n

nN.

I

In.K2.K1.200

dt

di=


6. CARACTERSTICAS CONSTRUTIVAS

6.1. CARCAA

Todos os motores so fabricados com carcaaslaminadas. O sistema polar estampado dechapas com plos fixos, nas alturas do eixo de90 a 132mm. Os tipos com alturas de eixoacima de 132mm recebem plos parafusados,acomodados em ranhuras.Em ambos os casos alcanada elevadapreciso divisria, o que vem a beneficiar aconfiabilidade da comutao.

Devido ao formato especial dos plos principais,manteve-se baixa a reao da armadura e,consequentemente, a distoro do campo doentreferro.Todas carcaas so soldadas sob pressoatravs de 4 barras de ao chato a slidos anislaterais nos dois lados, e que so usinados paraencaixe das tampas de ferro fundido.Nos modelos DC(N)E, trs lados da carcaarecebem aletas de alumnio, para dissipao docalor.

Figura 6.1.1. - Principais dimenses.

6.2. FORMA CONSTRUTIVA

As formas construtivas mais usuais somostradas nos desenhos a seguir. Aidentificao utilizada est de acordo com asnormas DIN, IEC e ABNT.

Acima da carcaa 31... todas as mquinas sofornecidas com ps, tambm nos tiposflangeados. Nas mquinas flangeadas comtrocador de calor necessrio uma fixao comps adicionais.


V15, V36

V1, V3

B5

B35

B3

Figura 6.2.2. - Formas construtivas.

6.3. ACOPLAMENTOS

A nica restrio para acoplamentos, porexemplo, tacogerador e/ou freio, ocorre no casode motores com ventilao axial tipo DC(N)X.Neste caso dever ser feita consulta fbrica.

6.4. ROLAMENTOS

Todos os motores so fabricados comrolamentos antifrico.As mquinas at a carcaa 132 possuemrolamentos com lubrificao permanente. Dacarcaa 160 em diante os rolamentos possuemdispositivos de relubrificao.As carcaas 90 a 132 tambm podem serfornecidas com dispositivos de relubrificaoconforme pedido.Da carcaa 225 em diante, o dispositivo derelubrificao previsto com regulador de graxaque automaticamente previne asuperlubrificao.A primeira lubrificao suficiente para 1 a 2anos de operao, dependendo do tipo domotor e velocidade, considerando umfuncionamento contnuo de 8 horas/diaaproximadamente.Em geral, os rolamentos normais tambm sousados para as formas construtivas verticais, sealtas velocidades e pesados acoplamentos noforem usados. Caso contrrio deve serconsultada a fbrica.

6.5. PONTAS DE EIXO

As pontas de eixo so executadas com ranhuraaxial fechada para alojamento de chaveta, cujasdimenses esto de acordo com a Norma IECpublicao 72 edio 1971 e ABNT NBR 5432.As chavetas esto de acordo com a norma DIN6885, folha 1 e so sempre fornecidas com amquina.Com exceo do tipo DC(N)X, todas asmquinas podem ser fornecidas com duplaponta de eixo, diferentes dimetros, diferentescomprimentos ou pontas cnicas.

6.6. ACIONAMENTO

O alinhamento dos eixos deve ser feito commuito cuidado. Conjunto motogeradoresmontados sobre base comum, devem seralinhados aps a base ter sido instalada na suafundao.

As foras radiais nas pontas de eixo, porexemplo devido a correias ou engrenagens, nodevem ultrapassar os valores dados nosdiagramas de Foras Radiais Admissveis quese encontram no Manual de Instalao.


6.7. VIBRAO

A vibrao de uma mquina eltrica estintimamente relacionada com sua montagem epor isso geralmente desejvel efetuar asmedies de vibrao nas condies reais deinstalao e funcionamento. Contudo, parapermitir a avaliao do balanceamento e davibrao de mquinas eltricas girantes, necessrio efetuar tais medies com amquina desacoplada, sob condies de ensaiodeterminadas conforme itens 6.7.1 a 6.7.3 deforma a permitir a reprodutividade dos ensaios eobteno de medidas comparveis.

6.7.1. Suspenso Livre

Esta condio obtida pela suspenso damquina por uma mola ou pela montagem destamquina sobre um suporte elstico (molas,borrachas, etc.). A deformao da base elsticaem funo da rotao da mquina deve ser nomnimo igual aos valores da tabela 6.7.1.A massa efetiva do suporte elstico no deveser superior a 1/10 daquela da mquina a fim dereduzir a influncia da massa e dos momentosde inrcia das partes do suporte elstico sobre onvel de vibrao medido.

Tabela 6.7.1. - Deformao elstica da base.

Rotao nominal (rpm) Deformao da baseelstica (mm)

360018001200900

1,04,51018

6.7.2. Chaveta

Para o balanceamento e medio da severidadede vibrao de mquinas com o rasgo dechaveta na ponta de eixo, este deve serpreenchido com meia chaveta, recortada demaneira a preench-lo at a linha divisria entreo eixo e o elemento a ser acoplado.Nota: Uma chaveta retangular de comprimentoidntico ao da chaveta utilizada na mquina emfuncionamento normal e meia altura normal (quedeve ser centrada no rasgo de chaveta a serutilizado) so aceitveis como prticasalternativas.

6.7.3. Pontos de Medida

As medies da severidade de vibrao devemser efetuadas sobre os mancais, na proximidadedo eixo, em trs direes perpendiculares, coma mquina funcionando na posio que ocupa

sob condies normais (com eixo horizontal ouvertical).

A tabela 6.7.2 indica valores admissveis para amxima velocidade de vibrao para ascarcaas IEC 56 a 400, dentro dos graus debalanceamento: normal, reduzido e especial.

Tabela 6.7.2. - Limites recomendados paraseveridade de vibrao, conforme NBR 11390e IEC 34-14.

VelocidadeMximo valor eficaz davelocidade de vibraopara a altura H do eixo

90 a132

160 a225

250 a400

Balancea-mento

rpmda mquina

mm/s mm/s mm/s

N(normal)

600 a 18001800 a 3600

1,81,8

1,82,8

2,84,5

R(reduzida)

600 a 18001800 a 3600

0,711,12

1,121,8

1,82,8

S(especial)

600 a 18001800 a 3600

0,450,71

0,711,12

1,121,8

Notas:1. Para valores de pico multiplicar os valores da

tabela por 2.2. Os valores da tabela acima so vlidos para

medies realizadas com a mquina a vazioe desacoplada, funcionando na freqncia etenso nominais.

3. Para mquinas de giram nos dois sentidos,os valores da tabela se aplicam para ambosos sentidos

4. A tabela acima no se aplica a mquinasmontadas no local de instalao (ver ISO3945 e ISO 2372) ou mquinas acopladas asuas mquinas de acionamento ou cargasacionadas.

6.8. BALANCEAMENTO

Conforme a norma NBR-8008, balanceamento o processo que procura melhorar a distribuiode massa de um corpo, de modo que este gireem seus mancais sem foras dedesbalanceamento.


Tabela 6.8.1. - Tipos de Balanceamentos.

Balancea-mento

TIPO DE MQUINA

Normal (N)

Mquinas sem requisitos especiais,tais como:Mquinas grficas, laminadores,britadores, bombas centrfugas,mquinas txteis, transportadores,etc.

Reduzido (R)

Mquinas de preciso paratrabalho sem vibrao, tais como:Mquinas a serem instaladas sobrefundamento isolado prova devibrao, madriladoras efresadoras de preciso, tornos,furadeiras de coordenadas, etc.

Especial (S)

Mquinas para trabalho de altapreciso, tais como: Retficas,balanceadores, mandriladora decoordenadas, etc.

6.9. ESCOVAS E PORTA-ESCOVAS

O dispositivo das escovas consiste de um anelcom porta-escovas. At a carcaa 132 esteporta-escovas fixado diretamente no anel; emcarcaas maiores fixado por intermdio deuma rgua ranhurada. De conformidade com opasso polar, a diviso exata dos porta-escovas cuidadosamente ajustada pelo fornecedor. Azona neutra assinalada de forma distinta.Escovas de carvo so fornecidas porrenomados fabricantes e selecionadas deconformidade com as condies de servio quese destinam.

6.10. COMUTADOR

Os comutadores normais utilizados em nossasmquinas so os do tipo rabo de andorinha.Os segmentos dos comutadores so de cobreeletroltico, de trefilao dura, sendo isoladosentre si por placas prensadas de mica.

Figura 6.10.1. - Comutador.

Dividimos os comutadores com rabo deandorinha em dois tipos:

Bandeira: Onde as ligaes do enrolamento daarmadura so feitas s bandeiras.

Pente: Onde as ligaes do enrolamento daarmadura so entranhadas diretamente noressalto do comutador (pente).

Figura 6.10.2. - Comutador tipo Bandeira ePente.

6.11. PLACA DE IDENTIFICAO

Quando o fabricante projeta um motor e ooferece venda, ele tem que partir de certosvalores adotados para:- Caractersticas da rede eltrica de

alimentao do motor;- Caractersticas da carga a ser acionada;- Condies em que o motor ir funcionar.

O conjunto desses valores constitui as"Caractersticas Nominais" do motor. Ofabricante comunica estas informaes aocliente atravs da placa de identificao domotor.


Figura 6.11.1. - Placa de Identificao.

6.12. PINTURA

A pintura destes motores consiste de duascamadas

FUNDO:Aps a limpeza, as peas so pintadas comtinta fundo primer sinttico alqudico, aplicadapor imerso ou pulverizao.A espessura da pelcula seca de 30 a 40 m(microns).

ACABAMENTO:A pintura final, feita aps a mquinacompletamente montada, consiste de umademo de tinta de acabamento de esmaltesinttico alqudico, aplicada por pulverizao.A espessura da pelcula seca total de 60 a 80m (microns).

6.13. SUSPENSO DEINTERFERNCIAS DE FASCAS

O grau "G" (eliminao bsica de interferncias) obtido pela ligao simtrica dos plos dacomutao armadura.Os graus "N" (supresso normal) e "K"(supresso fina) exigem medidas especiais,com ligao de capacitores e bobinas.O grau "G" o normal, sendo suficiente paraaplicao geral na indstria.


7. SELEO DE MOTORES CC

7.1. ESPECIFICAO DE UM MOTORCC

Para a correta especificao do motor, sonecessrias as seguintes informaes naconsulta:1. Potncia Nominal (kW);2. Regime de servio ou descrio do ciclo de

trabalho;3. Velocidade nominal (rpm);4. Velocidade mxima com enfraquecimento

de campo (rpm);5. Velocidade mnima de trabalho (rpm);6. Tenso de armadura (Vcc);7. Tenso de campo (Vcc);8. Fonte:

- CC pura (gerador ou baterias);- Conversor trifsico;- Conversor monofsico semi-controlado;- Conversor monofsico totalmente

controlado.9. Tenso da rede CA.10. Freqncia da rede.11. Tenso de alimentao dos aquecedores

internos (quando necessrios).12. Grau de proteo da mquina ou

especificao da atmosfera ambiente.13. Temperatura ambiente.14. Altitude.15. Proteo Trmica.16. Sentido de rotao (horrio ou anti-horrio,

olhando-se pelo lado acionado).17. Sobrecargas ocasionais.18. Momento de inrcia da carga e a que

rotao est referido.19. Cargas axiais e seu sentido, quando

existentes.

7.2. CARACTERSTICAS DECONJUGADO

As caractersticas de funcionamento de umamquina quanto ao conjugado podem serdivididas em quatro grupos:

O conjugado resistente, com o aumento darotao, torna-se menor. Neste caso o maiorconjugado ocorre na menor rotao ajustada.A potncia, por sua vez, permanece constante.Exemplos:- Bobinadeira.- Torno de faceamento.- Descascador circular.

Figura 7.2.1. - Conjugado inversamenteproporcional rotao.

2) CR = constante

Este o tipo da carga que mais ocorre. Oconjugado constante em toda a faixa devariao da rotao. Isto significa que apotncia cresce de forma linear com a rotao .

Exemplos:- Equipamento de elevao.- Plaina.- Laminador.- Mquina operatriz de conformao.- Correia transportadora.

Figura 7.2.2. - Conjugado constante.

3) CR ~ n

O conjugado da carga cresce linearmente com arotao. A potncia, por sua vez, aumenta como quadrado da rotao.

Exemplo:- Calandra com atrito viscoso.

n

1~C1) R


Figura 7.2.3. - Conjugado diretamenteproporcional rotao.

4) CR ~ n

O conjugado crescendo proporcionalmente como quadrado da rotao resulta para a potnciaem uma variao ao cubo.

Exemplos:- Bombas.- Ventiladores centrfugos.

Figura 7.2.4. - Conjugado proporcional aoquadrado da rotao.

7.3. ESCOLHA DO MOTORADEQUADO

Para o dimensionamento do motor, geralmenteconsideramos o conjugado motor, para todas asrotaes, levemente superior ao que a cargaexige.Para a maioria das mquinas suficiente umconjugado de 100% na partida. Existemmquinas que solicitam um conjugado da ordemde 150 a 250% do nominal, comocompressores, misturadores e laminadores. Alimitao da corrente de armadura deve serajustada no conversor ao correspondenteconjugado de partida exigido. Recomenda-seno ultrapassar o limite de 2,2 vezes a corrente

nominal, devido aos problemas de comutaoque ocorreriam acima deste valor.Para determinar a potncia nominal e a faixa deoperao do motor (controle pela armadura oupelo campo) faz-se uma anlise de como oconjugado resistente da carga a ser acionadavaria em funo da rotao. Para conjugadosresistentes constantes (grupo 2) ou queaumentam com a velocidade (grupos 3 e 4), comum especificar motores que operam nafaixa de controle da armadura. Neste caso arotao nominal do motor igual mximarotao exigida pela carga (referida ao eixo domotor).O acionamento de cargas cujo conjugadodecresce a partir de uma determinada rotaopode ser feito por um motor que trabalhe comenfraquecimento de campo desde esta rotao,considerada como a nominal (nN), at a mximaveloc

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