Acionamentos Elétricos
ACIJ6
Prof. Dr. Cesar da Costa
4.a Aula: Acionamento de Motores
ACIONAMENTO DE MOTORES
1. Partida Direta de Motor de Indução
 Sistema de partida no qual o motor recebe, nos seus terminais, plena
tensão no instante da partida.

O motor de rotor tipo gaiola pode partir a plena carga e com a corrente
elevando-se de 4 a 8 vezes a corrente nominal, conforme o tipo e número de
pólos.

O conjugado na partida atinge aproximadamente 1,5 vezes o conjugado
nominal.
ACIONAMENTO DE MOTORES
1. Partida Direta de Motor de Indução

É o método de partida mais simples, em que não são empregados
dispositivos especiais de acionamento do motor.
 Apenas
são utilizados contatores, disjuntores ou chaves interruptoras que
possibilitem a alimentação do motor com plena tensão no instante da partida..
ACIONAMENTO DE MOTORES
1. Partida Direta de Motor de Indução
 Os motores somente podem partir diretamente da rede se forem satisfeitas as
seguintes condições:
 A capacidade nominal da rede seja suficientemente elevada que torne a
corrente de partida do motor como que irrelevante;
 A corrente de partida do motor é de baixo valor porque a sua potência é
pequena;
 A partida do motor é feita sem carga, o que reduz a duração da corrente de
partida e, consequentemente, atenua os efeitos sobre o sistema de
alimentação.
ACIONAMENTO DE MOTORES
1. Partida Direta de Motor de Indução
Os fatores que impedem a partida dos motores diretamente da rede secundária
pública de suprimento são:
 A potência do motor ser superior ao máximo permitido pela concessionária
local, normalmente estabelecida em 7,5 cv;
 A carga a ser movimentada necessitar de acionamento lento e progressivo.
ACIONAMENTO DE MOTORES
1. Partida Direta de Motor de Indução
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo
 Em
instalações
elétricas
industriais,
principalmente
aquelas
sobrecarregadas, podem ser usadas chaves estrela-triângulo como forma de
suavizar os efeitos de partida dos motores elétricos.
 Só é possível o acionamento de um motor elétrico através de chaves
estrela-triângulo se este possuir seis terminais acessíveis e dispor de dupla
tensão nominal, tal como 220/380 V ou 380/660 V.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo

O procedimento para o acionamento do motor é feito, inicialmente,
ligando-o na configuração estrela até que este alcance uma velocidade
próxima da velocidade de regime, quando então esta conexão é desfeita e
executada a ligação em triângulo.
 A troca da ligação durante a partida é acompanhada por uma elevação de
corrente, fazendo com que as vantagens de sua redução desapareçam se
a comutação for antecipada em relação ao ponto ideal.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo
 Durante a partida em estrela, o conjugado e a corrente de partida ficam
reduzidos a 1/3 de seus valores nominais. Neste caso, um motor só pode
partir através de chave estrela-triângulo quando o seu conjugado, na
ligação em estrela, for superior ao conjugado da carga do eixo.
 Devido ao baixo conjugado de partida a que fica submetido o motor, as
chaves estrela-triângulo são mais adequadamente empregadas em
motores cuja partida se dá em vazio.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo
 A seguir, algumas vantagens e desvantagens das chaves estrela-triângulo:
a) Vantagens
 Custo reduzido;
 Elevado número de manobras;
 Corrente de partida reduzida a 1/3 da nominal;
 Dimensões relativamente reduzidas..
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo
A seguir, algumas vantagens e desvantagens das chaves estrela-triângulo:
b) Desvantagens
 Aplicação específica a motores com dupla tensão nominal e que
disponham de seis terminais acessíveis; conjugado de partida reduzido a
1/3 do nominal;
 A tensão da rede deve coincidir com a tensão em triângulo do motor;
 O motor deve alcançar, pelo menos, 90% de sua velocidade de regime
para que, durante a comutação, a corrente de pico não atinja valores
elevados, próximos, portanto, da corrente de partida com acionamento
direto.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2. Partida Estrela - Triangulo
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.1 Conjugado

O conjugado (também chamado torque, momento ou binário) é a medida
do esforço necessário para girar um eixo.
 É sabido, pela experiência prática que, para levantar um peso por um
processo semelhante ao usado em poços, a força “ F ” que é preciso
aplicar à manivela depende do comprimento “I” da manivela. Quanto maior
for a manivela, menor será a força necessária.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.1 Conjugado

No exemplo a seguir, se o balde pesa 20N e o diâmetro do tambor é
0,20m, a corda transmitirá uma força de 20N na superfície do tambor, isto
é, a 0,10m do centro do eixo.
 Para contrabalancear esta força, precisam de 10N na manivela, se o
comprimento l for de 0,20m.
 Se l for o dobro, isto é, 0,40m, a força F será a metade, ou seja 5N. Como
vemos, para medir o “esforço” necessário para girar o eixo não basta
definir a força empregada: é preciso também dizer a que distância do eixo
a força é aplicada.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.1 Conjugado
O “esforço” é medido pelo conjugado, que é o produto da força pela distância,
F x l. Neste exemplo, o conjugado vale: C = 20N x 0,10m = 10N x 0,20m = 5N
x 0,40m = 2,0 N.m.
C = F. l (N . m)
Onde:
F= Força (Newton);
I = Comprimento (Metros)
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2.2 Energia

A potência mede a “velocidade” com que a energia é aplicada ou
consumida.
 No exemplo anterior, se o poço tem 24,5 metros de profundidade, a
energia gasta, ou trabalho realizado para trazer o balde do fundo até a
boca do poço é sempre a mesma, valendo 20N x 24,5m = 490N.m
 Note que a unidade de medida de energia mecânica, N.m, é a mesma que
usamos para o conjugado. Trata-se, no entanto, de grandezas de
naturezas diferentes, que não devem se confundidas.
W = F . d (N . m)
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.3 Potencia Mecânica
Obs.: 1N.m = 1J = W . dt
 A potência exprime a rapidez com que esta energia é aplicada e se calcula
dividindo a energia ou trabalho total pelo tempo gasto em realiza-lo.
 Assim, se usarmos um motor elétrico capaz de erguer o balde de água em
2,0 segundos, a potência necessária será:

P1 = 490 / 2,0 = 245W
 Se usarmos um motor mais potente, com capacidade de realizar o trabalho
em 1,3 segundos, a potência necessária será:

P2 = 490 / 1,3 = 377W
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.4 Potencia Mecânica
 A unidade mais usual para medida de potência mecânica é o cv (cavalo
vapor), equivalente a 736W. Então as potências dos dois motores acima
serão:
P1 = 245 / 736 = 1 / 3cv
P2 = 377 / 736 = 1 / 2cv
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.5 Rendimento
 O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e a transforma em energia
mecânica disponível no eixo. O rendimento define a eficiência com que é
feita esta transformação.
 Chamando “Potência útil” (Pu), a potência mecânica disponível no eixo e
“Potência absorvida” (Pa), a potência elétrica que o motor retira da rede, o
rendimento será a relação entre as duas, ou seja:
Pu (w) 736.P(cv)
h

Pa(w)
3.u.i.cos 
Onde:
u -Tensão de operação do motor;
i - Corrente do motor
cos  -Fator de potencia do motor
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.6 Relação entre Conjugado e Potência
 Quando a energia mecânica é aplicada sob a forma de movimento rotativo,
a potência desenvolvida depende do conjugado C e da velocidade de
rotação “ n”. As relações são:
P(cv) = C(kgfm) x n(rpm) / 716
P(cv) = C(Nm) x n(rpm) / 7024 P(kW)
P (Kw) = C(kgfm) x n(rpm) / 974
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.7 Curva Conjugado x Velocidade
 O motor de indução tem conjugado igual a zero à velocidade síncrona. À
medida que a carga vai aumentando, a rotação do motor vai caindo
gradativamente, até um ponto em que o conjugado atinge o valor máximo
que o motor é capaz de desenvolver em rotação normal.
 Se o conjugado da carga aumentar mais, a rotação do motor cai
bruscamente, podendo chegar a travar o rotor.
 Representando num gráfico a variação do conjugado com a velocidade
para um motor normal, vamos obter uma curva com aspecto representado
a seguir.
ACIONAMENTO DE MOTORES
2.7 Curva Conjugado x Velocidade