Motor trifásico, características e aplicações!

O motor elétrico é a máquina elétrica capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica. Ele está presente em praticamente todos os ambientes, desde as indústrias até nas nossas casas! Visando aumentar seu conhecimento sobre o motor elétrico, neste artigo o Mundo da Elétrica vai explicar o funcionamento do motor, falar sobre velocidade do campo magnético e mostrar as aplicações do motor elétrico. Então, vamos lá pessoal!

Os motores que encontramos em furadeiras, geladeiras e até mesmo em brinquedos são chamados de motores monofásicos. Já os motores mais aplicados na indústria são chamados de motores trifásicos, a diferença entre eles é a forma como recebem energia elétrica.

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O motor monofásico necessita de uma instalação elétrica monofásica para receber energia, instalação que é feita na sua maioria em residências, áreas rurais e no comércio. A instalação necessária para o motor elétrico trifásico é a instalação elétrica trifásica, sendo essa mais comum em indústrias.

O sistema trifásico fornece energia por 4 fios. Um desses fios é chamado de neutro e os outros três são as fases R, S e T. Esses três fios transportam as 3 ondas senoidais que estão trabalhando juntas, porém, defasadas em 120º uma da outra.

Sistema de alimentação trifásico.

No caso dos motores, o sistema trifásico apresenta um melhor aproveitamento da energia para criar o campo eletromagnético, este campo é o responsável por manter o motor elétrico em movimento.

Dentre os motores existentes, o motor de indução trifásico é o mais utilizado! Isso acontece devido às suas características construtivas, sua velocidade e seu custo. Diferente dos outros tipos de motores, no motor trifásico não existe nenhuma alimentação externa no rotor. O motor trifásico é utilizado quando é necessária uma potência igual ou superior à 2cv, os motores trifásicos são amplamente encontrados em indústrias, em linhas de produção e em máquinas elétricas, por conta da sua alta eficiência.

Características construtivas

O motor trifásico tem entre a sua composição duas principais partes: o rotor e o estator.

Rotor

O rotor é a parte rotativa do motor, por onde é transmitida a energia mecânica. O rotor possui um núcleo composto por chapas magnéticas que melhoram a permeabilidade magnética. O enrolamento do rotor pode ser bobinado ou do tipo gaiola de esquilo.

Quando o enrolamento do rotor é do tipo bobinado, ele possui um enrolamento trifásico fechado internamente em estrela. No rotor gaiola de esquilo, os condutores de cobre ou alumínio têm formas de barras e estão curto-circuitados por anéis contínuos.

Rotor bobinado e rotor gaiola de esquilo.

Estator

O estator é a parte do motor trifásico que fica imóvel! Ele é formado por uma carcaça, que é uma estrutura de suporte para todo o conjunto do motor trifásico. Possui internamente chapas magnéticas que têm a mesma função do núcleo do rotor: concentrar as linhas de indução criadas pelos condutores, quando ligadas à corrente alternada.

Nas ranhuras que o estator possui existe o enrolamento trifásico, formado por três ou mais bobinas de cobre nu ou de alumínio, distantes uma da outra em 120º.

Rotor e estator do motor.

As duas partes citadas acima são as mais importantes que compõem um motor trifásico, porém, em sua constituição, o motor elétrico trifásico também possui:

• Mancal: rolamentos que prendem o eixo na carcaça, e que também protegem o conjunto contra infiltrações
• Ventilador: resfria e faz circular o ar no conjunto do motor elétrico
• Caixa de ligação: recebe os cabos que fazem as conexões do motor, ligando-os às bobinas

Campo magnético girante

Como dito anteriormente, o núcleo do estator possui ranhuras, e nessas ranhuras geralmente existem três bobinas de cobre nu ou de alumínio. Essas bobinas interagem criando o campo magnético girante, cuja existência só é possível pela distância de 120º entre estas bobinas, e também por elas serem alimentadas por correntes alternadas trifásicas!

O campo magnético produzido por uma bobina tem as mesmas características e intensidade da corrente que passa por ela, variando em intensidade, no sentido e em função do tempo. Estes três campos magnéticos somam-se formando um único campo magnético, cuja posição varia de acordo com o tempo.

A velocidade do campo magnético girante é proporcional à frequência, ou seja, o campo magnético é síncrono em relação à frequência. Conforme a fórmula da imagem abaixo.

Fórmula de velocidade síncrona.

Funcionamento

Ao circular uma corrente alternada nos enrolamentos do estator, surge um campo magnético girante. Este campo possui linhas de indução que transcendem os condutores do rotor, induzindo nele uma diferença de potencial.

Como o circuito está fechado, surge uma corrente. Esta corrente induzida gera em volta dos condutores um campo magnético que tem a tendência de se alinhar com o campo girante produzido pelo estator. O campo magnético do estator gira em velocidade síncrona, e por isso o campo do rotor consegue acompanha-lo.

O campo magnético do rotor segue o campo magnético do estator, porém, com um atraso em relação a ele. Se as velocidades do estator e do rotor fossem as mesmas, não haveria entre eles um movimento relativo, ou seja, não haveria força eletromotriz (f.e.m.). Portanto, o rotor deve “escorregar” em relação ao estator, afim de produzir o torque.

Para encontrar a porcentagem de escorregamento entre o rotor e o estator, saiba a velocidade síncrona do campo girante em RPM e a velocidade do rotor. Com essas informações use a fórmula que esta representada abaixo.

Fórmula para o escorregamento.

Devido a este escorregamento, o motor elétrico trifásico também é chamado de motor assíncrono, pois a velocidade do rotor não é a mesma velocidade do campo magnético girante. Existem também os motores síncronos, que diferente dos assíncronos, não possuem o escorregamento citado anteriormente.

Ligação do motor elétrico trifásico

O motor de indução trifásico pode ser ligado em até quatro níveis de tensão diferentes, isso acontece através das combinações das conexões dos terminais do estator, possibilitando a sua ligação em estrela ou triângulo.

A quantidade de terminais do estator determina em quantas tensões podemos ligar o motor, veja a relação abaixo:

• O motor de três terminais pode ser ligado somente em uma tensão
• O motor de seis ou nove conexões pode ser ligado em duas tensões
• O motor com doze conexões pode ser ligado em quatro tensões, embora não seja usual

No vídeo a seguir do canal Mundo da Elétrica mostramos como é feito o fechamento das bobinas de um motor elétrico de 6 e 12 pontas.

O motor elétrico de indução trifásico é uma máquina muito comum. Conhecer as suas características enriquece os conhecimentos dos profissionais da área. Para mais artigos como este, continue lendo o conteúdo do Mundo da Elétrica.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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