Resumo de aulas de Máquinas Elétricas ministradas no Cursos Técnico em Eletroeletrônica e Eletricista de Manutenção.
terça-feira, 25 de junho de 2013
Aula 42 - Enrolamento Concêntrico de Motores trifásicos A maneira mais conveniente de associar vários condutores de um enrolamento é distribuí-los em forma de bobinas e a distribuição deve ser feita de tal modo que formem grupos. As bobinas de cada grupo são ligadas entre si, apresentando cada grupo um início e um fim, colocados uniformemente nas ranhuras do núcleo do estator para gerar o campo magnético. Os enrolamentos dos motores CA podem ter diversas formas e distribuições, dentre as quais destacamos o enrolamento concêntrico O nome enrolamento concêntrico (ou em cadeia) é associado ao de uma corrente, devido a analogia que existe entre os grupos de bobinas (posição relativa entre eles) e os elos das correntes. No enrolamento concêntrico o formato das suas bobinas normalmente é oval e o enrolamento é constituído por grupos contendo duas, três e até mais bobinas de tamanhos diferentes (com o mesmo centro de referência). Cada ranhura pode conter um ou mais lados de bobinas e o número de espiras por bobina em um grupo pode variar em função da distribuição nas ranhuras. Este tipo de enrolamento pode ser executado manualmente ou utilizando formas pré-moldadas ou ainda máquinas automáticas para colocação do enrolamento. Exemplo: Rebobinagem de motor trifásico de 5 CV; 2 polos; 220/380 VAC; 14/8 A; Concêntrico com ligação tipo Série; 24 ranhuras; 2 grupos de bobinas por fase formando 4 bobinas por fase de 33 espiras cada bobina; passo do enrolamento: 1:10:12; comprimento do estator: 109 mm; diâmetro interno do núcleo: 90 mm ; Fio para o enrolamento: nº- 16 AWG ( pegue o valor da corrente em 380 V e divida por 7 - o resultado é o n°- do fio em mm², 8 / 7 = 1,14 mm², fio mais próximo 16 WAG = 1,3 mm² ). Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento devemos conhecer de antemão suas principais características: sendo que o Número de Bobinas é Bobinas é determinado em função do número de dentes do estator, número de pólos e do tipo de enrolamento. 1 - O Passo Polar é Polar é determinado pela distância em dentes entre o início de duas bobinas interligadas da mesma fase. O passo polar define a região onde será concentrado um pólo magnético formado por esta bobina. 2 - O Passo da Bobina Bobina é a distância em dentes compreendida entre os dois lados da mesma bobina. Quando o passo de bobina for igual ao passo polar, este é denominado de passo de bobina inteiro; caso seja menor que o passo polar é denominado de passo de bobina fracionário. No projeto dos motores elétricos o passo ideal é determinado através de ensaios em laboratórios até se obter o melhor rendimento da máquina, não desprezando o custo de produção. Para calcular usamos as seguintes expressões: Enrolamento - eio imbricado imbricado Yb = Yp – (2q –1) e para Enrolamento Enrolamento imbricado imbricado Yb = Yp – (q –1). Os enrolamentos meio imbricado são geralmente projetados com bobinas de passo fracionário (5/6 do passo polar) pois este tamanho além de economizar material (cobre) reduz as harmônicas das f.e.m. induzidas nos enrolamentos, resultando em menores perdas por correntes parasitas e histerese.
3 - Número de Pólos de um motor CA afeta diretamente sua velocidade, ou seja, de desejamos um motor com elevada rotação este deverá apresentar o mínimo de pólos magnéticos. A maneira pela qual os grupos de bobinas são interligados também influi na formação dos pólos. A equação a seguir nos fornece a relação entre as grandezas freqüência da rede de alimentação, número de pólos e velocidade do motor, onde: P = número de pólos; f = freqüência das correntes que alimentam o enrolamento (Hz) e n = velocidade síncrona (rpm).
4 - Número de Bobinas por Pólo e Fase é o número de bobinas que participa da formação de cada pólo, conforme o tipo de enrolamento. Para o enrolamento meio imbricado e enrolamento imbricado temos o cálculo a seguir. Se a interligação dos grupos de bobinas resultar em pólos consequentes, o número de bobinas por pólo/fase dobra de valor (observe se todos os grupos possuem o mesmo número de bobinas).
5 - Passo de Fase - Para o funcionamento perfeito do campo girante deve haver uma simetria da defasagem elétrica das fases (120 o elétricos), com a defasagem mecânica dos 3 enrolamentos. O início de cada enrolamento deve apresentar uma defasagem de 120 o geométricos. Isto é conseguido dividindo o total de dentes do estator por 3.
6 - Ligações - Os motores trifásicos podem apresentar desde 3 até 12 terminais, conforme as tensões de trabalho definidas pelo fabricante, sempre permitindo a inversão de rotação. A identificação dos terminais no motor trifásico pode ser feita através de números ou letras com a seguinte equivalência: 1=U; 2=V; 3=W ; 4=X; 5=Y e 6=Z.
