Um motor assíncrono trifásicomotorÉ um tipo de motor de indução alimentado pela conexão simultânea de uma corrente alternada trifásica de 380 V (com diferença de fase de 120 graus). Devido ao fato de o campo magnético rotativo do rotor e do estator de um motor assíncrono trifásico girarem na mesma direção, porém em velocidades diferentes, ocorre um escorregamento, daí o nome motor assíncrono trifásico.
A velocidade do rotor de um motor assíncrono trifásico é menor que a velocidade do campo magnético rotativo. O enrolamento do rotor gera força eletromotriz e corrente devido ao movimento relativo com o campo magnético e interage com este para gerar torque eletromagnético, realizando a transformação de energia.
Em comparação com sistemas assíncronos monofásicosmotores, trifásico assíncronomotoresApresentam melhor desempenho operacional e podem economizar diversos materiais.
De acordo com as diferentes estruturas do rotor, os motores assíncronos trifásicos podem ser divididos em motores de gaiola e motores de bobina.
O motor assíncrono com rotor de gaiola possui estrutura simples, operação confiável, peso leve e baixo custo, sendo amplamente utilizado. Sua principal desvantagem é a dificuldade na regulação da velocidade.
O rotor e o estator de um motor assíncrono trifásico bobinado também são equipados com enrolamentos trifásicos e conectados a um reostato externo por meio de anéis coletores e escovas. O ajuste da resistência do reostato pode melhorar o desempenho de partida do motor e regular sua velocidade.
Princípio de funcionamento do motor assíncrono trifásico
Quando uma corrente alternada trifásica simétrica é aplicada ao enrolamento do estator trifásico, um campo magnético rotativo é gerado, girando no sentido horário ao longo do espaço circular interno do estator e do rotor na velocidade síncrona n1.
Como o campo magnético rotativo gira à velocidade n1, o condutor do rotor está inicialmente estacionário, de modo que o condutor do rotor cortará o campo magnético rotativo do estator para gerar uma força eletromotriz induzida (a direção da força eletromotriz induzida é determinada pela regra da mão direita).
Devido ao curto-circuito do condutor do rotor em ambas as extremidades por um anel de curto-circuito, sob a ação da força eletromotriz induzida, o condutor do rotor gera uma corrente induzida que tem basicamente a mesma direção da força eletromotriz induzida. O condutor do rotor, que transporta corrente, é submetido à força eletromagnética no campo magnético do estator (a direção da força é determinada pela regra da mão esquerda). A força eletromagnética gera um torque eletromagnético no eixo do rotor, fazendo com que o rotor gire na direção do campo magnético rotativo.
Através da análise acima, pode-se concluir que o princípio de funcionamento de um motor elétrico é o seguinte: quando os enrolamentos trifásicos do estator do motor (cada um com uma diferença de ângulo elétrico de 120 graus) são alimentados com corrente alternada trifásica simétrica, um campo magnético rotativo é gerado, o qual corta o enrolamento do rotor e gera corrente induzida neste (o enrolamento do rotor é um circuito fechado). O condutor do rotor, percorrido pela corrente, gera uma força eletromagnética sob a ação do campo magnético rotativo do estator. Assim, um torque eletromagnético é formado no eixo do motor, fazendo com que o motor gire na mesma direção do campo magnético rotativo.
Diagrama de fiação de um motor assíncrono trifásico
Diagrama básico de ligação de motores assíncronos trifásicos:
Os seis fios do enrolamento de um motor assíncrono trifásico podem ser divididos em dois métodos básicos de conexão: conexão delta-delta e conexão estrela.
Seis fios = três enrolamentos do motor = três terminais de entrada + três terminais de saída, com um multímetro medindo a conexão entre os terminais de entrada e saída do mesmo enrolamento, ou seja, U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Método de ligação triângulo delta para motores assíncronos trifásicos
O método de conexão delta triangular consiste em conectar as extremidades de três enrolamentos em sequência, formando um triângulo, conforme mostrado na figura:
2. Método de ligação em estrela para motores assíncronos trifásicos
O método de ligação em estrela consiste em conectar as extremidades (cabeça ou cauda) de três enrolamentos, sendo os outros três fios utilizados para a alimentação. O método de ligação é mostrado na figura:
Explicação do diagrama de fiação do motor assíncrono trifásico em figuras e texto.
Caixa de junção do motor trifásico
Ao conectar um motor assíncrono trifásico, o método de conexão do conector na caixa de junção é o seguinte:
Quando o motor assíncrono trifásico é conectado em um canto, o método de conexão da peça da caixa de junção é o seguinte:
Existem dois métodos de conexão para motores assíncronos trifásicos: conexão em estrela e conexão em triângulo.
Método de triangulação
Ao enrolar bobinas com a mesma tensão e diâmetro de fio, o método de ligação em estrela apresenta três vezes menos espiras por fase (1,732 vezes) e três vezes menos potência do que o método de ligação em triângulo. O método de ligação do motor finalizado foi fixado para suportar uma tensão de 380 V e, geralmente, não é adequado para modificações.
O método de ligação só pode ser alterado quando a tensão trifásica for diferente dos 380V normais. Por exemplo, quando a tensão trifásica for de 220V, a ligação em estrela (originalmente de 380V) pode ser alterada para ligação em triângulo; quando a tensão trifásica for de 660V, a ligação em triângulo (originalmente de 380V) pode ser alterada para ligação em estrela, mantendo-se a potência inalterada. Geralmente, motores de baixa potência são ligados em estrela, enquanto motores de alta potência são ligados em triângulo.
Na tensão nominal, deve-se utilizar um motor com ligação em triângulo. Se for alterado para um motor com ligação em estrela, a operação será em tensão reduzida, resultando em diminuição da potência do motor e da corrente de partida. Ao dar partida em um motor de alta potência (com ligação em triângulo), a corrente é muito alta. Para reduzir o impacto da corrente de partida na rede, geralmente adota-se a partida com redução de tensão. Um método consiste em alterar a ligação original em triângulo para a ligação em estrela na partida. Após a partida em estrela, a ligação é convertida novamente para a ligação em triângulo para a operação.
Diagrama de fiação de um motor assíncrono trifásico
Diagrama físico das linhas de transferência direta e reversa para motores assíncronos trifásicos:
Para controlar o sentido de rotação de um motor, quaisquer duas fases da sua alimentação podem ser ajustadas em relação uma à outra (processo chamado de comutação). Normalmente, a fase V permanece inalterada, enquanto as fases U e W são ajustadas em relação uma à outra. Para garantir que a sequência de fases do motor possa ser trocada de forma confiável quando dois contatores atuam, a fiação deve ser consistente no terminal superior do contator, e a fase deve ser ajustada no terminal inferior. Devido à inversão da sequência de fases, é necessário garantir que as duas bobinas KM não sejam energizadas simultaneamente, caso contrário, podem ocorrer curtos-circuitos graves entre fases. Portanto, o intertravamento deve ser adotado.
Por razões de segurança, um circuito de controle de avanço e reversão com intertravamento duplo, com intertravamento por botão (mecânico) e intertravamento por contator (elétrico), é frequentemente utilizado. Ao usar o intertravamento por botão, mesmo que os botões de avanço e reversão sejam pressionados simultaneamente, os dois contatores usados para o ajuste de fase não podem ser energizados simultaneamente, evitando mecanicamente curtos-circuitos entre fases.
Além disso, devido ao intertravamento dos contatores aplicados, enquanto um dos contatores estiver energizado, seu contato de longa duração permanecerá fechado. Dessa forma, na aplicação do intertravamento duplo mecânico e elétrico, o sistema de alimentação do motor não apresenta curto-circuito entre fases, protegendo-o eficazmente e evitando acidentes causados por curto-circuito entre fases durante a modulação de fase, que podem danificar o contator.
Data da publicação: 07/08/2023
