aula 5.1 acionamento e controle dos motores de indução...
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Conversão de Energia II
Aula 5.1
Acionamento e Controle dos Motores de Indução Trifásico
Prof. João Américo Vilela
Departamento de Engenharia Elétrica
Conversão de Energia II
Partida de motores de indução
Porque em muitos casos é necessário utilizar um método para partir ummotor elétrico?
Corrente de partida múltiplos
da corrente nominal
- Redução do estresses na redeelétrica;- Aceleração controlada exigênciado processo produtivo;
- Redução da corrente de partida
Conversão de Energia II
MÉTODOS DE PARTIDA:
DIRETA
ESTRELA - TRIÂNGULO
SÉRIE - PARALELA
CHAVE COMPENSADORA
ELETRÔNICA
POR RESISTOR
POR REATOR PRIMÁRIO
2
3
4
5
6
7
1
Partida de motores de indução
PARTIDA FREQUÊNCIA VARIÁVEL8
Conversão de Energia II
PARTIDA DIRETA
� IDEAL (Sempre que possível);
Nos casos em que a corrente de partida é elevada, podem ocorrer:
� Elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede;
� Imposição das concessionárias de energia elétrica, devido as implicações de
variação na tensão da rede;
� Sistema de proteção dos motores (cabos, contatores) mais caro
(superdimencionado);
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA DIRETACorrente no motor
Ipartida direta
9xIn
Rotação
Inominal
nN nS
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Redução da tensão de alimentação do motor durante o transitório de partida.
Partida de motores de indução
( )( ) ( )
+++
⋅⋅⋅=
2
2.1
2
2.1
2
2
.11
XXsRR
sRVq
wT
eqeq
eq
s
mec
( ) ( )2
2.1
2
2.1
.1
2
XXsRR
VI
eqeq
eq
+++=
Conversão de Energia II
PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Utilizada em aplicações cujas cargas tem conjugados baixos ou partidas a vazio
� O motor deve possuir 6 terminais;
� A corrente reduz de √3 e o conjugado de partida ficam reduzidos a 33%;
� Dupla tensão, sendo a segunda tensão √3 vezes a primeira.
Ex.:(220/380Volts)
Torque no motor
Tpartida direta
RotaçãonN nS
Tnominal
TTriangulo
TEstrela
Corrente no motor
Ipartida direta
9xIn
Rotação
Inominal
nN nS
IEstrela
ITriangulo
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO$
Corrente no motor
Ipartida direta
9xIn
Rotação
Inominal
nN nS
IEstrela
ITriangulo
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
Ligação chave estrela-triângulo
Configuração estrela
Configuração triângulo
PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
Ligação chave estrela-triângulo
PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Partida de motores de indução
Partida de motores de indução
Restrições utilização de uma partida estrela triângulo:- Alto conjuga da carga em baixa rotação;- Controle da taxa de aceleração do motor;
Conversão de Energia II
Conversão de Energia II
PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA
� Partida de motores sob carga;
� Reduz a corrente de partida, evitando sobrecarga no circuito;
� A tensão na chave compensadora é reduzida através de auto-transformador;
� Tap´s do auto-transformador: 50, 65 e 80% da tensão.
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA
Torque no motor
Tpartida direta
nN nS
Tensão no motor
RotaçãonN nS
Tensão
nominal
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER
�Controle apenas da tensão
( 25 a 90% da tensão nominal );
� Tempo de aceleração regulável
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
PARTIDA ELETRÔNICA POR SOFT-STARTER
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Partida de motores de indução
picofswmea NkfE φ⋅⋅⋅⋅= 44,4
picopico
K
fswat kNk
f
E
f
Vφφ ⋅=⋅⋅⋅=≅
�������
44,4
Relação de fluxo constante no motor.(Fluxo constante torque constante no motor).
Relação de fluxo constante no motor é
obtida variando simultaneamente a
tensão de alimentação e a frequência,
de forma que, a relação entre tensão e
frequencia permanece constante.
Conversão de Energia II
UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Variando a tensão e a frequênciade alimentação do motor e possívelobter um alto conjugado numaampla faixa de frequência.
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
UTILIZAÇÃO DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
Motor de indução com rotor bobinado
Partida de motores de indução
Rotor em gaiola Rotor bobinado
( )( ) ( )
+++
⋅⋅⋅=
2
2.1
2
2.1
2
2
.11
XXsRR
sRVq
wT
eqeq
eq
s
mec
Torque do motor em função do escorregamento
Conversão de Energia II
Motor de indução com rotor bobinado
Partida de motores de indução
Motor de indução bobinado
( )( ) ( )
+++
⋅⋅⋅=
2
2.1
2
2.1
2
2
.11
XXsRR
sRVq
wT
eqeq
eq
s
mec
Torque do motor em função do escorregamento
Corrente no motor em função do escorregamento
( ) ( )2
2.1
2
2.1
.1
2
XXsRR
VI
eqeq
eq
+++=
Conversão de Energia II
Curva de conjugado para diferentes valores de resistência de rotor.
Partida de motores de indução
Conversão de Energia II
Controle da velocidade no motor de indução em gaiola representa elevadoscustos. Por isso, o motor de indução de rotor bobina é uma opção viável,mesmo sendo sua construção mais cara e apresentando robustez inferior,devido os anéis e o enrolamento no rotor.
Controle da velocidade
Conversão de Energia II
Controle da velocidade no motor de indução em gaiola representa elevadoscustos. Por isso, o motor de indução de rotor bobina é uma opção viável,mesmo sendo sua construção mais cara e apresentando robustez inferior,devido os anéis e o enrolamento no rotor.
Controle da velocidade
Conversão de Energia II
Partida de motores de indução