acionamentos elétricos talhas
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Motores para Talhas
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0 10 20 30 40 50 600
20
40
60
80
100
120
140
Potência Instantânea (cv)
Potência Média (cv)
Potência Eficaz (cv)
Tempo (ms)
Potê
ncia
Solicit
ad
a (
cv)
Potência
Fech
ar
Man
díb
ula
s
6
sLevantamento 15
s
Ab
rir
Man
díb
ula
s
10
s
Abaixamento 12 s
Repouso 20 s
2
0
2
1( )
F F
P
F
T
ef
i ief
ii
v
P p t dtT
P tP
tt
k
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Motor a ser Escolhido Potência Eficaz 64,1 cv Motor Comercial 75 cv Potência de Pico 120 cv
0 10 20 30 40 50 60 700
20
40
60
80
100
120
140
Potência Instantânea (cv)
Potência Média (cv)
Potência Eficaz (cv)
Tempo (ms)
Potê
nci
a S
olici
tada (
cv)
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Exemplo 1 Um motor para
acionamento de uma eclusa em uma barragem...
Motor Comercial 175 cv 360 cv durante
levantamento??? quedas de tensão durante
o levantamento??? Se o motor fosse freado???
OperaçãoDuração
(s)Potência
(cv)Levantamento 35 360Espera (motor funcionando) 90 0Abaixamento 30 290Repouso (motor desligado) 300 0
2 2360 35 290 30166,4cv
30035 30 90
3
efP
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Motor Comercial 200 cvnom nom
nom nom
kW200cv 736
cv147.200kW
C n
C n
× = ×
× =
min 2,1 805 1.690 N mC = × = × levantamento
360 7361.421 N m
21.780
60
C ×
= = ××
×
O conjugado mínimo do motor não pode ser, em nenhum momento menor que 1,3 vezes o conjugado resistente.
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Motor Comercial 200 cv
0,45 2.012 2.012 1.421 390 N mACC
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Potência Disponível sem afetar a Integridade do Motor
2
3600
3600 2
Potência disponível para acionar a carga
Potência nominal do motor
constante função de:
partida 1
fre
ppfr ac
ndisp nom
ac
disp
nom
pfr
pfr
Ik n t
IP P
n t
P
P
k
k
nagem 3
reversão 4
número de paradas, frenagens ou reversões por hora
pfr
pfr
k
k
n
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Exemplo 2 Motor P = 50 cv; tac = 0,5 s;
10 partidas/hora; Ip/In = 6,4. Pcarga = 45 cv; regime contínuo
Se no lugar de partir e desernegizar, fossem feitas reversões
23600 1 10 0,5 6,448,6cv
3600 2 10 0,5disp nomP P
23600 4 10 0,5 6,444,0cv
3600 2 10 0,5disp nomP P
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Perdas em Motores ElétricosS
P
Q Q
útil
Cu Fe Vent.
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Considerações Perdas no Ferro não dependem da carga
Perdas no Cobre dependem da carga
Valores típicos para densidades de corrente e densidade de fluxo
2
2
3 6A mm
1 1,6Wb mB
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200 cv, 4 pólos 380/660 V
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Comportamento Térmico Considerar-se-á a máquina um corpo
homogêneo do ponto de vista térmico: Q [Watt]
B [Watt / °C]
C [J / °C]
Dq [°C]
Q dt B dt C d
dQ B C
dt
max
1
1
Bt
C
tC
B
Qt e
B
t e
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Reanalizando a equação
dis
0
max max dis max
dis max dis
dis
dis
0
dis
S k
Q
Q dt S k m c d
Q B Q S k
S k dt S k dt m c dQ dt B dt C d d S k
d dtQ B
d dC
Cdt
C m c
B k
dt t
S
d
00
max
max max
dis
0
max00max
maxmax max 0
max
max
ln
ln ln ln
1
o
t t
o
tt t
o
m cd
m cdtS k
dt d t
t
e e
Normalmente zero
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0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.000.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
Resfriamento sem cargaResfriamento desligadoAquecimentoTemperatura Máxima
t /
/
m
ax
Constante de Tempo
0,63
0,95
t 30 min ~ 2 h
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Regime Intermitente
Tempo
Tem
per
atu
ra
N Rn R
N Rm
N R
N R
t t
t t
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Potência, Aquecimento e Refrigeração dos MITs
Métodos de Frenagem Elétrica
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Efeito Térmico Partida/Frenagens/Reversões [1]
AC M R
M R
dC C C J
dtJ
dt dC C
Sendo A2 o calor desenvolvido no rotor
2
1
2 2
1 1
2
1 2
1
2
2 22
0; 122
02
22
como
1
1
1
2
s N
R
t
sM Ro
s
s s
s sRM Rs s
ss s
sC s
s
JA s p dt s C d
C C
d ds
JA s C ds J s ds
CC CC
A J s dsA
A J
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Efeito Térmico Partida/Frenagens/Reversões [2]
Partida
Frenagem
Reversão
22
3
2 sA J
22 2 sA J
22
1
2 sA J
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Contra-corrente Alto torque de frenagem Relés de baixa velocidade (deslig. contra-
corrente) Tem efeito térmico de 3 partidas Sensores térmicos Número admissível de frenagens em 1 hora
2 4 6 8 1050 350 160 110 80 6560 420 190 130 95 80
Número de PólosFreqüência(Hz) k fren
2
2 2
1800 1
2
sol
nom
fren
p solfren
nom nom
P
PN
I Pt
I P
2
0,45
cfren m c
m
fren
par máx
nk J J
nt
C C
solicitada
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Corrente contínua
Ecc
Ecc
Normalmente aplicado em motores de anéis onde as resistências externas dissipam as perdas oriundas da frenagem
Aquece menos que contracorrente
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Exemplo de dimensionamento de motores para regimes intermitentes
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Exemplo Talha Dimensionar um motor que aciona uma talha
com as características: Alimentação: 220V, 60Hz, partida direta. Ambiente: 40°C, 1000m, norma Construção: horizontal, ambos os sentidos de
rotação, isolamento B
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Exemplo Talha [cont.]
Rend. 0,9600 Classe de Oper.
1Cm (120 ciclos/h – 20% de ED)
MOTOR REDUTOR
400 kgf
0,8 m/s
R = 0,041
0,22 m
Jr = 0,01191 kgm2
Jac = 0,00200 kgm2
acopamento
Jp = 0,03 kgm2
DE TEMPO LIMITADOED% Manobras/h Período de Operação (min)
1 Dm 15 90 7,51 Cm 20 120 7,51 Bm 25 150 151 Am 30 180 152 m 40 240 303 m 50 300 304 m 60 360 605 m 60 360 > 60
CLASSEREGIME
INTERMITENTE PERIÓDICO
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Exemplo Talha, cálculos iniciais
400 9,81 0,83,27kW
0,96P
0,81,16rps
0,22
28,3rps1,164 pólos
1698rpm0,041
cn
n
Potência Solicitada
3,7 kW / 5 cv, IV pólos
Rotação da Polia
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Exemplo Talha, ciclo de trabalho
tF tR
TTempo
Altura
tF tR
2%
2
360030s
1200,2 15 3 s
2 15 s ED20%15 3 12 s
F F
F R F R
FF R F R
R
t tED
t t t t
T
tT t t t t
t
![Page 27: Acionamentos elétricos talhas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061507/557aae20d8b42a79378b4d7d/html5/thumbnails/27.jpg)
Exemplo Talha, inércia
2 2
2
2 2 6 2
0,8400 4,82kg m
2 2 1,16
4,82 0,04 7.712 10 kg m
cc
cRe c
vJ m
n
J J R
Carga:
Polia:
Total:
2 2 6 20,03 0,04 48 10 kg mpRe pJ J R
carga polia acoplamentorotor
6 6 6 6
3 2
7.712 10 48 10 11.190 10 2.000 10
21,67 10 kg m
tRe
tRe
J
J
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Exemplo Talha, motor 3,7 kW, IV pólos
2
15A 3,0 1710 rpm 28,5rps
0,01191kg m 8,0 3,0
2,0kgf m 19,62 N m
pn n
n
p mm
n n
n
CI rpm
C
I CJ
I C
C classe B
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Exemplo Talha, motor
0,45 19,62 3,0 3,0 52,97 N mmC
no eixo do motor
na carga33,27 10449,8 N m 449,8 0,04 18,0 N m
2 1,16
PC
c cRmC C
321,670 102 28,5 0,11s
52,97 18,0at
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Exemplo Talha, motor
Tempo
Corrente
Ip
IN
0,11 s
2,89 12 s
15 s
2 2 2
2
8,0 0,11 1 2,89
3 12 / 3
1,41
a F
Ra F
t t
eq
ntt t
eq
n
I
I
I
I
Se 1,00 (Ieq / In)² 1,25 Utilizar motor
classe F Se 1,25 (Ieq / In)² 1,56 Utilizar motor
classe H
2
eq classe
n n
I t
I t
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Regimes de Serviço
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Regime Contínuo – Regime-tipo S1N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
qmax = temperatura máxima atingida (equilíbrio térmico)
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Regime de tempo limitado – Regime-tipo S2
N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
qmax = temperatura máxima atingida
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Regime intermitente periódico – Regime S3
N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
R = período de repouso
qmax = temperatura máxima atingida
Fator de duração do cicloN
N R=
+
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Regime intermitente periódico com partida – Regime-tipo S4
D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
R = período de repouso
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do cicloD N
D N R
+=
+ +
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Regime intermitente periódico com frenagem elétrica – Regime-tipo S5
D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
F = período de frenagem elétrica
R = período de repouso
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do cicloD N F
D N F R
+ +=
+ + +
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Reg. de func. contínuo periódico com carga intermitente – Regime-tipo S6
N = período de funcionamento à carga constante
V = período de funcionamento em vazio
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do cicloN
N V=
+
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Reg. de func. cont. periódico com frenagem elétrica – Regime-tipo S7D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
F = período de frenagem
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do ciclo 1=
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R. de func. cont. per. com mudanças corresp. de carga e de velocidade – S8
1
1 1 2 2 3
1 2
1 1 2 2 3
2 3
1 1 2 2 3
Fatores de duração do ciclo
D N
D N F N F N
F N
D N F N F N
F N
D N F N F N
ìï +ïïï + + + + +ïïïï +ï=íï + + + + +ïïï +ïïïï + + + + +ïî
F1 e F2 = períodos de frenagem elétrica
D = período de partida
N1, N2, N3 = períodos de funcionamento a carga constante
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
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Reg. com var. não periódicas de carga e de vel. – Regime-tipo S9
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Reg. com cargas constantes distintas – Regime-tipo S10
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Considerações, Regime de Serviço
Grande número de ciclos de curta duração motores de ventilação independente motores com convecção natural
Frenagens/Reversões fadiga dos elementos de fixação do ventilador ao eixo
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Conhecimento para Enquadramento do Regime Tipo (NBR7094) S2 tempos de funcionamento com carga
constante 10, 30, 60 ou 90 min. S3 a S6 fator de duração do ciclo S7 cada uma das velocidades que compõe o
ciclo, as correspondentes velocidades nominais e tempos de duração
S4, S5, S7, S8 poder ser necessário: número de partidas por hora número e formas de frenagens por hora inércia a ser acionada fator de duração do ciclo, recomendados são: 15%,
25%, 40% e 60%.; o tempo mais usual é o de 10min