Kcel Motores e Fios Ltda.

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2 Í N D I C E 1. Fundamenos gerais Moores de correne conínua Moores de correne alernada... 5 Família de moores eléricos Moores de indução Moores de indução monofásicos... 6 a) Moor monofásico de fase auxiliar ou fase dividida (ISR Inducive Sar and Run Spli-Phase)... 6 b) Moor monofásico com capacior de parida (CST Capacior Sar)... 6 c) Moor monofásico com capacior permanene (PSC Permanen Spli Capacior)... 7 d) Moor monofásico com capacior de dois valores (CSR - Capacior Sar and Run)... 7 e) Moor monofásico com campo disorcido ou pólos sombreados (Shaded Pole) Moores de indução rifásicos... 8 Principio de funcionameno Principais componenes... 9 a) Moor monofásico (IP21)... 9 b) Moor rifásico (IP56) Conceios básicos da rede de alimenação Correne elérica Correne conínua Correne alernada Tensão e correne máxima Valor eficaz (ensão e correne) Frequência A rede de disribuição Ligação monofásica Ligação rifásica Ligação esrela Ligação riângulo Poência Poência aparene (S) [VA - Vol ampère] Poência aiva (P) [W - Wa] Poência reaiva (Q) [VAr - Vol ampère reaivo] Defasagem ( ) Faor de poência (cos ) Relações básicas dos moores eléricos Velocidade síncrona (ns) Escorregameno (s) Conjugado (C ) Relação enre conjugado e poência Perdas Rendimeno () Caracerísicas da alimenação Tensão nominal Tensões normais de alimenação Tensão múlipla Freqüência nominal Efeios nos moores bobinados em 50Hz ligados na rede de 60Hz Tolerância de variação de ensão e freqüência Efeios aproximados da variação de ensão Efeios de um sisema de ensões desequilibrado sobre as caracerísicas de funcionameno de um moor Sisemas de paridas dos moores eléricos Parida direa Parida com chave esrela-riângulo Parida com chave compensadora Parida com chave série-paralela Parida com bobinameno dividido Parida com resisor primário Parida com reaor primário Parida elerônica (Sof-Sarer) Comparação enre alguns méodos de parida

3 3. Caracerísicas ambienais Temperaura ambiene Cuidados necessários para funcionameno com emperaura acima de 40 C ou abaixo de 0 C Aliude Cuidados necessários para funcionameno em aliudes superiores a 1000m Poência úil do moor nas diversas condições de emperaura e aliude Áreas agressivas Áreas perigosas Classificação das áreas perigosas Classe da área Grupo de área e emperauras de ignição Zona de área Classes de emperaura Seqüência para definição da classificação de áreas Equipamenos para amosferas explosivas Graus de proeção Graus de proeção Graus de proeção usuais para moores eléricos Moores a prova de inempéries Venilação Moor abero (ODP) Moor oalmene fechado com venilação exerna Moor oalmene fechado sem venilação exerna Caracerísicas de regime Aquecimeno do moor Limie de poência devido ao aquecimeno do moor Dissipação do calor a) A área oal de dissipação da carcaça b) Diferença de emperaura enre a superfície exerna da carcaça e a emperaura ambiene c) Eficiência do sisema de venilação Classes de isolameno Medida da emperaura do enrolameno Sisema de proeção Principais disposiivos de proeção Fusíveis Disjunores Relé érmico Proeção érmica para moores Termosaos Termoresisências (resisência calibrada) Proeores érmicos Termisores Grau de proeção oferecido por alguns disposiivos conra as principais ocorrências de sobreaquecimeno Regime de serviço Regimes normalizados Regime ipo S1 Regime conínuo Regime ipo S2 Regime de empo limiado Regime ipo S3 - Regime inermiene periódico Regime ipo S4 - Regime inermiene periódico com paridas Regime ipo S5 - Regime inermiene periódico com frenagem elérica Regime ipo S6 - Regime de funcionameno conínuo periódico com carga inermiene Regime ipo S7 - Regime de funcionameno conínuo periódico com frenagem elérica Regime ipo S8 - Regime de funcionameno conínuo periódico com mudanças correspondenes de carga e de velocidade Regime ipo S9 - Regime com variações não periódicas de carga e de velocidade Regime ipo S10 - Regime com cargas e velocidades consanes disinas Regimes especiais Caracerização do ipo de regime Deerminação da poência requerida pela carga a) Poência variável, sem períodos de repouso b) Poência variável, com períodos de repouso Faor de serviço (FS) Faor de poência (cos )

4 5. Caracerísicas de regime Curva conjugado x velocidade Caegorias Parida com carga de ala inércia Tempo de aceleração Número mínimo de paridas sucessivas Valores das inércias acionadas Correne com roor bloqueado em função da poência aparene Codificação NEMA e EB-120 para correne com roor bloqueado Caracerísicas ambienais Elemenos comuns dos moores eléricos Dimensões normalizadas Formas consruivas normalizadas Correspondência enre poência nominal, velocidade síncrona e carcaça Caixa de ligação Balanceameno Tipos de balanceameno Vibração Suspensão livre Chavea Ponos de medição Níveis de ruído Placa de idenificação Pinura Terminais de aerrameno Transmissão da poência Transmissão por acoplameno direo a) Acoplameno rígido b) Acoplameno elásico a) Correia plana b) Correia rapezoidal ou em V c) Correia denada Esforços sobre mancais Tipos de fixação a) Bases deslizanes (rilhos) b) Chumbadores c) Base rígida d) Flanges Recepção e manuenção Embalagens Recebimeno Transpore e manuseio Armazenameno Manuenção Manuenção preveniva Limpeza Rolamenos e mancais Manuenção elérica Isolação Conexões Dimensionameno do conduor para alimenação de moores eléricos Capacidade de condução de correne Máxima queda de ensão admissível Manuenção correiva Defeios causas e providências Defeios mais freqüenes em moores Roeiro de manuenção Anexos

5 1. Fundamenos gerais O moor elérico é a máquina mais simples para se ober energia mecânica aravés da ransformação de energia elérica. Sendo que o moor de indução é o mais usado enre odos os ipos de moores, pois concilia robusez, grande versailidade de aplicação, baixo cuso, melhores rendimenos e não é poluene, aliados ao fao de se uilizar energia elérica como fone de alimenação (energia de fácil disponibilidade e baixo cuso). Os ipos mais comuns de moores eléricos são: 1.1 Moores de correne conínua São moores que precisam de uma fone de correne conínua, ou de um disposiivo que convera a correne alernada em conínua. Sua velocidade pode ser ajusada de acordo com a ensão aplicada. Tem sua uilização principal nas aplicações que requeiram elevado conjugado de parida (como ração elérica) e conrole de velocidade sobre grandes faixas, principalmene em poências elevadas. Devido a necessidade de uma fone de correne conínua, em o seu cuso elevado. 1.2 Moores de correne alernada São moores que sua alimenação é feia aravés de uma fone de correne alernada. Podem ser classificados em assíncronos (indução) e síncronos. As máquinas síncronas possuem velocidade fixa e êm sua aplicação basane limiada, devido ao alo cuso. Já os moores de indução são uilizados na grande maioria das aplicações que necessiam de moores eléricos. Nese manual analisaremos somene os moores de indução com roor de gaiola de esquilo. Família de moores eléricos 5

6 1.2.1 Moores de indução São as máquinas eléricas de maior aplicação. Devido a sua robusez e pouca manuenção exigida, os moores de indução são ideais para a indúsria. Em função disso a Kcel em concenrado seus esforços nese ipo de moor em paricular, obendo um moor de excelene qualidade e baixo cuso. São caracerizados por somene o esaor esar ligado à rede, e pelas correnes que circulam no roor serem induzidas pelo esaor Moores de indução monofásicos a) Moor monofásico de fase auxiliar ou fase dividida (ISR Inducive Sar and Run Spli-Phase) Moor de indução monofásico com um enrolameno principal conecado direamene à rede de alimenação e um enrolameno auxiliar defasado, geralmene, em 90º eléricos do enrolameno principal. É um moor uilizado sem nenhuma oura impedância, senão aquela oferecida pelo próprio enrolameno do moor. O enrolameno auxiliar esá inserido no circuio de alimenação somene durane o período de parida do moor e cria um deslocameno de fase que produz o conjugado necessário para a roação inicial e a aceleração. Quando o moor ainge uma roação prédefinida, o enrolameno auxiliar desconeca-se da rede aravés de uma chave que normalmene é acionada pela força cenrífuga. Como o enrolameno auxiliar é dimensionado para auação somene na parida, seu não desligameno provocará a sua queima. O ângulo de defasagem enre as correnes do enrolameno principal e do enrolameno auxiliar é pequeno e, por isso, eses moores êm conjugado de parida igual ou pouco superior ao nominal, o que limia a sua aplicação as poências fracionárias e as cargas que exigem reduzido conjugado de parida, ais como máquinas de escriórios, veniladores e exausores, pequenos polidores, compressores herméicos, bombas cenrífugas, ec. b) Moor monofásico com capacior de parida (CST Capacior Sar) Moor de indução monofásico com um enrolameno principal conecado direamene à rede de alimenação e um enrolameno auxiliar defasado, geralmene, em 90º eléricos do enrolameno principal e conecado em série com um capacior. Tano o enrolameno auxiliar quano o capacior esarão inseridos no circuio de alimenação somene durane o período de parida do moor. O capacior permie um maior ângulo de defasagem enre as correnes dos enrolamenos principal e auxiliar, proporcionando assim, elevados conjugados de parida. Como no moor de fase dividida, o circuio auxiliar desconeca-se quando o moor ainge roação pré-definida. Nese inervalo de velocidade, o enrolameno principal sozinho desenvolve quase o mesmo conjugado que os enrolamenos combinados. Para velocidades maiores, enre 80% e 90% da velocidade síncrona, a curva de conjugado com os enrolamenos combinados cruza a curva de conjugado do enrolameno principal de maneira que, para velocidades acima dese pono, o moor desenvolve maior conjugado com o circuio auxiliar desligado. Devido ao fao de o cruzameno das curvas não ocorrer sempre no mesmo pono, e ainda, a chave cenrífuga não abrir exaamene na mesma velocidade, é práica comum fazer com que a aberura aconeça, na média um pouco anes do cruzameno das curvas. Após a desconexão do circuio auxiliar, o seu funcionameno é idênico ao do moor de fase dividida. Com o seu elevado conjugado de parida (enre 200% e 350% do conjugado nominal), o moor de capacior de parida pode ser uilizado em uma grande variedade de aplicações (bombas, compressores, lavadoras de roupa, geladeiras indusriais). Legenda D B.P. B.A. C.C. Faixa onde a fase auxiliar desconeca-se Bobina Principal Bobina Auxiliar Conjuno Plainado e Cenrífugo Figura 1.1 Esquema e curva de conjugado x velocidade do moor fase dividida (Spli-Phase). Legenda D B.P. B.A. C.C. C.P. Faixa onde a fase auxiliar desconeca-se Bobina Principal Bobina Auxiliar Conjuno Plainado e Cenrífugo Capacior de Parida Figura 1.2 Esquema e curva de conjugado x velocidade do moor de capacior de parida. 6

7 c) Moor monofásico com capacior permanene (PSC Permanen Spli Capacior) Moor de indução monofásico com um enrolameno principal conecado direamene à rede de alimenação e um enrolameno auxiliar defasado, geralmene, em 90º eléricos do enrolameno principal e conecado em série com um capacior. Durane odo período de funcionameno do moor o circuio auxiliar com o capacior permanece conecado ao circuio de alimenação. O efeio dese capacior é o de criar condições de fluxo muio semelhane às enconradas nos moores polifásicos, aumenando com isso, o conjugado máximo, o rendimeno e o faor de poência, além de reduzir sensivelmene o ruído. Consruivamene são menores e isenos de manuenção, pois não uilizam conaos e pares móveis como os moores aneriores. Porém, seu conjugado de parida, normalmene é inferior ao do moor de fase divida (50% a 100% do conjugado nominal), o que limia sua aplicação a equipamenos que não requeiram elevado conjugado de parida. São fabricados normalmene para poências de 1/50 à 3,0 cv. É um moor que uiliza as vanagens dos moores monofásicos: capacior de parida (CST) e capaciores permanene (PSC), caraceriza-se por ober um óimo desempenho na parida e em regime. Porém, devido ao seu cuso elevado, geralmene, são fabricados somene em poências superiores a 1 cv. Legenda D B.P. B.A. C.C. C.P. C.Pe. Faixa onde a fase auxiliar desconeca-se Bobina Principal Bobina Auxiliar Conjuno Plainado e Cenrífugo Capacior de Parida Capacior Permanene Figura 1.4 Esquema e curva de conjugado x velocidade do moor com capacior de dois valores. Legenda B.P. B.A. C.Pe. Bobina Principal Bobina Auxiliar Capacior Permanene Figura 1.3 Esquema e curva de conjugado x velocidade do moor de capacior permanene.. d) Moor monofásico com capacior de dois valores (CSR - Capacior Sar and Run) Moor de indução monofásico com um enrolameno principal conecado direamene à rede de alimenação e um enrolameno auxiliar defasado, geralmene, em 90º eléricos do enrolameno principal e conecado em série com dois ou mais capaciores, obendo-se assim dois valores de capaciâncias, uma uilizada na condição de parida e oura na condição de regime. e) Moor monofásico com campo disorcido ou pólos sombreados (Shaded Pole) Moor de indução monofásico com um enrolameno auxiliar curo-circuiado. O moor de campo disorcido se desaca enre os moores de indução monofásicos, por seu méodo de parida, que é o mais simples, confiável e econômico. Uma das formas consruivas mais comuns é a de pólos salienes, sendo que cerca de 25 a 35% de cada pólo é enlaçado por uma espira de cobre em curo circuio. A correne induzida nesa espira faz com que o fluxo que a aravessa sofra um araso em relação ao fluxo da pare não enlaçada pela mesma. O resulado diso é semelhane a um campo girane que se move na direção da pare não enlaçada para a pare enlaçada do pólo, produzindo conjugado que fará o moor parir e aingir a roação nominal. O senido de roação depende do lado que se siua a pare enlaçada do pólo, conseqüenemene o moor de campo disorcido apresena um único senido de roação. Ese geralmene pode ser inverido, mudando a posição da pona de eixo do roor em relação ao esaor. Os moores de campo disorcido apresenam baixo conjugado de parida (15 a 50% do nominal), baixo rendimeno (35%) e baixo faor de poência (0,45). Normalmene são fabricados para pequenas poências, que vão de alguns milésimos de cv aé o limie de 1/4cv. Pela sua simplicidade, robusez e baixo cuso, são 7

8 ideais em aplicações ais como: veniladores, exausores, purificadores de ambiene, unidades de refrigeração, secadores de roupa e de cabelo, pequenas bombas e compressores, projeores de slides, oca discos e aplicações domésicas. Figura 1.6a Soma veorial, em seis insanes, do campo Magnéico produzido por cada fase separada, ao circular uma correne defasada de 120º. A composição do campo gerado pela correne induzida no roor com o campo girane do esaor resula em uma força de origem magnéica que gera um conjugado no eixo do moor, endendo a fazer o roor girar no senido do campo girane. Se o conjugado é suficiene para vencer o conjugado resisene aplicado sobre o eixo, o roor começa a girar. A energia elérica fornecida ao esaor pela rede é ransformada em energia mecânica aravés do eixo do moor. Legenda B.P. A.C.C. Bobina Principal Anel de Curo Circuio Figura 1.5 Esquema e curva de conjugado x velocidade do moor de campo disorcido Moores de indução rifásicos Figura 1.6b Orienação do campo Magnéico produzido por cada fase separada, ao circular uma correne defasada de 120º Principio de funcionameno O funcionameno de um moor de indução rifásico baseia-se no princípio do acoplameno eleromagnéico enre o esaor e o roor, pois há uma ineração eleromagnéica enre o campo girane do esaor e as correnes induzidas nas barras do roor, quando esas são coradas pelo campo girane. O campo girane é criado devido aos enrolamenos de cada fase esarem espaçados enre si de 120º. Sendo que ao alimenar os enrolamenos com um sisema rifásico, as correnes I1, I2 e I3 originarão seus respecivos campos magnéicos H1, H2 e H3, ambém, espaçados enre si 120. Além disso, como os campos são proporcionais às respecivas correnes, serão defasados no empo, ambém de 120 enre si. A soma veorial dos rês campos H1, H2 e H3, será igual ao campo oal H resulane. Figura 1.6c Campo magnéico resulane da composição das rês ondas pulsanes defasadas no espaço e no empo de 120º. 8

9 1.3 Principais componenes a) Moor monofásico (IP21) 01 Parafuso: de aço zincado, com ala resisência à corrosão. 02 Tampa dianeira: de ferro fundido com asseno do mancal mandrilado, o que aumena a vida úil dos rolamenos. 03 Rolameno dianeiro: de esferas, dimensionado para suporar as piores soliciações sem danos para o moor e com dupla blindagem 04 Arruela de encoso do rolameno: de aço zincado, com ala resisência à corrosão. 05 Venilador: de PP ou PA, projeado para mover grande quanidade de ar com pouco ruído. 06 Chavea: de aço 1045, com ala precisão dimensional. 07 Roor compleo: formado por lâminas com baixa perda elérica. Os anéis e barras do circuio são de alumínio, o que orna o conjuno exremamene rígido 08 Pino elásico: de aço mola, uilizado para fixar o esaor bobinado na carcaça 09 Carcaça complea: fabricada em chapa de aço 10 Esaor bobinado: com lâminas raadas ermicamene, visando minimizar as perdas eléricas. Fio envernizado à base de poliéser, apresenando ala rigidez dielérica enre as fases e excelenes propriedades mecânicas, com classe érmica H (180ºC). 11 Rolameno raseiro: de esferas, dimensionado para suporar as piores soliciações sem danos para o moor e com dupla blindagem 12 Arruela ondulada: de aço mola, dimensionada para que o moor enha a mínima folga axial. 13 Tampa raseira: em ferro fundido, com asseno do mancal mandrilado, o que aumena a vida úil dos rolamenos 14 Porcas sexavadas: de aço zincado, com ala resisência à corrosão 15 Tampa da caixa de ligação: De chapa e de fácil remoção, faciliando a ligação do moor 16 Capacior: dimensionado para ober maior ângulo enre as correnes dos enrolamenos auxiliar e principal, proporcionando elevados orques de parida 17 Capa do capacior: fabricado em chapa de aço, uilizado para proeger o capacior conra choques mecânicos 18 Cenrifugo: conjuno responsável pelo chaveameno do enrolameno auxiliar durane a parida 19 Plainado: base em baquelie, conao em liga de praa e lâmina de bronze fosforoso 9

10 b) Moor rifásico (IP56) 01 Parafuso: de aço zincado, com ala resisência a corrosão. 02 Arruela de pressão: de aço mola, com elevada resisência a corrosão. 03 Reenor: ipo BR com mola inerna, o que garane uma óima vedação. 04 Tampa dianeira: de ferro fundido com asseno do mancal mandrilado, que aumena a vida úil do rolameno. 05 Rolameno dianeiro: de esferas, dimensionado para suporar as piores soliciações sem danos para o moor e com dupla blindagem para carcaças 63 à 160. A parir da carcaça 180, com graxeira nas ampas para relubrificação. 06 Chavea: de aço 1045, com ala precisão dimensional segundo ABNT NBR Roor compleo: formado por lâminas com baixa perda elérica. Os anéis e barras do circuio são de alumínio, o que orna o conjuno exremamene rígido. 08 Esaor bobinado: com lâminas raadas ermicamene, visando minimizar as perdas eléricas. Fio de cobre envernizado à base de polieser, apresenando ala rigidez dielérica enre as fases e excelenes propriedades mecânicas, com classe érmica H (180ºC). 09 Carcaça: de ferro fundido resisene a corrosão, com aleas dimensionadas para fornecer o máximo de refrigeração ao moor. 10 Caixa de ligação: em ferro fundido, permiindo giro de 90º em 90º, o que facilia a insalação do moor, com furo para saída de cabos com rosca RWG. Rosca PG opcional para oda a linha das carcaças 63 à Espuma auo-exinguível: veda a saída dos cabos da carcaça para a caixa de ligação. 12 Vedação da ampa da caixa de ligação: em borracha com dureza e perfil que garanem óima vedação. 13 Tampa da caixa de ligação: em ferro fundido de fácil remoção, que facilia a ligação do moor. 14 Vedação da caixa de ligação: em borracha com dureza e perfil que garanem óima vedação. 15 Rolameno raseiro: de esferas, dimensionado para suporar as piores soliciações sem danos para o moor e com dupla blindagem para carcaças 63 à 160. A parir da carcaça 180, com graxeira nas ampas para relubrificação. 16 Arruela ondulada: e aço mola, dimensionada para que o moor enha a mínima folga axial. Usada nas carcaças 63 à 160. A parir da carcaça 180, o rolameno dianeiro é ravado na ampa. 17 Arruela ondulada: de aço mola, dimensionada para que o moor enha a mínima folga axial. Usada nas carcaças 63 à 160. A parir da carcaça 180, o rolameno dianeiro é ravado na ampa. 18 Venilador: de plásico aé a carcaça 160 e liga de alumínio para as carcaças acima de 160. Com baixa inércia, projeado para mover grande quanidade de ar com pouco ruído. Venilador plásico produzido em polipropileno copolímero. 19 Tampa defleora: em aço aé a carcaça 132 e ferro fundido para as carcaças acima da 132. Direciona o ar e oimiza a dissipação do calor. 10

11 1.4 Conceios básicos da rede de alimenação Correne elérica Correne conínua A correne gerada por uma fone de ensão conínua, chama-se correne conínua (C.C) e se caraceriza por fluir em apenas um senido, deerminado pela polaridade da fone de ensão Valor eficaz (ensão e correne) Nos sisemas alernados, ano a correne como a ensão variam consanemene. Os valores obidos aravés de insrumenos de medição, como amperímeros e volímeros, são os valores eficazes e correspondem a ensão ou correne alernada capaz de produzir poência, e é dado por: V eficaz V 2 max I eficaz I max Frequência A freqüência indica o quano oscila um sisema. Para freqüência de oscilação de onda elérica, em correne alernada, a unidade é dada em Herz (Hz), isso quer dizer que se um sisema é de 60 Hz, em 1 segundo oscila 60 vezes. Sua relação com o período é: f 1 T Figura 1.7 Gráfico da ensão e correne conínua Correne alernada A correne gerada por uma fone de ensão alernada, chama-se correne alernada (C.A) e se caraceriza por mudanças conínuas no senido da correne com o passar do empo (figura 1.8). Onde: f = freqüência (Hz) T = período (s) O período é o empo necessário para que a onda de ensão ou correne complee um ciclo compleo, ver figura A rede de disribuição A geração e a disribuição da energia elérica normalmene são rifásicas, e as ligações aos consumidores poderão ser monofásicas ou rifásicas, de acordo com sua carga insalada. Ligação monofásica É para consumidores de pequeno pore. Para as ligações monofásicas a carga é alimenada aravés de dois conduores eléricos (fase - neuro), ver figura 1.9. Na figura 1.10, é mosrado a forma de onda da ensão (carga resisiva) a parir de um sisema monofásico Figura 1.8 Gráfico da ensão e correne alernada no empo A relação enre a ensão e a correne para cargas puramene resisivas é dada por: V R I Tensão e correne máxima Esse é um ermo para sisemas alernados que caraceriza o maior valor da ensão e correne durane odo rajeo de variação (ciclo), ambém chamado de valor de pico (Vmax) e (Imax), figura 1.8. Figura 1.9 Alimenação monofásica 11

12 Ligação esrela Para esse ipo de ligação pode-se uilizar rês ou quaro fios. Três cargas monofásicas são ligadas enre si por um pono comum e, a esse pono, coneca-se ou não, o quaro fio (neuro). Normalmene uilizamos o neuro quando as cargas são desequilibradas, iso é, consomem poências diferenes. Pela figura 1.14, podemos observar as relações de ensão e de correne. Figura 1.10 Forma de onda da ensão e correne monofásica Ligação rifásica Desinada para consumidores de médio e grande pore ou quando houver equipameno que necessie dessa ligação. O sisema rifásico é formado por rês sisemas monofásicos cujas ensões esão defasadas enre si 120 o, ver figura A carga é alimenada por rês ou quaro fios ( rês fases ou rês fases e um neuro) Figura 1.14 Ligação esrela A ensão enre duas fases (ensão de linha V L ) é a ensão enre fase e neuro (ensão de fase V F ). V L 3 V F 3 vezes Figura 1.11 Forma de onda da ensão e correne rifásica Exisem duas maneiras de se ligar moores monofásicos em sisemas rifásicos: Tensão no bobinameno do moor é igual a ensão de fase (V F), liga-se o moor enre fase e neuro, figura 1.12 Tensão no bobinameno do moor é igual a ensão de linha (V L), nesse caso liga-se o moor em duas fases quaisquer, não uilizando o neuro, figura 1.13 A correne que circula na linha (I L) é igual a correne que circula na carga (I F ). I L Ligação riângulo Uilizam-se rês fios, ligando-se rês cargas monofásicas em um circuio fechado. Pela figura 1.15 podemos observar as relações de ensão e de correne. I F Figura 1.12 Moor monofásico ligado à ensão de fase Figura 1.15 Ligação riângulo Figura 1.13 Moor monofásico ligado a ensão de linha A ensão de linha V L é igual a ensão de fase V F V L V F 12

13 A correne de linha IL é I 3 vezes a correne de fase L Poência Para correne alernada, a poência elérica é dada pelo produo enre a ensão e a correne. É composa pela poência aiva (P), poência reaiva (Q), sendo que ambas formam a poência aparene (S). I F Defasagem ( ) É a diferença (ângulo em graus) da onda de ensão com relação a onda de correne. Essa diferença ocorre somene se ivermos no circuio cargas induivas, capaciivas ou misas. Para cargas puramene resisivas não ocorre a defasagem pois nese caso o faor de poência é igual a 1 (cos = 1). Poência aparene (S) [VA - Vol ampère] Corresponde ao oal da poência enregue para o consumo. Sisema monofásico S V F I F (VA) Sisema rifásico S V 3 L I L (VA) Figura 1.17 Defasagem Poência aiva (P) [W - Wa] É a parcela da poência aparene que é ransformada em energia e realiza rabalho. Sisema monofásico P I VF F Sisema rifásico P cos (W) 3VL IL cos (W) Poência reaiva (Q) [VAr - Vol ampère reaivo] É a parcela da poência aparene que não realiza rabalho Sisema monofásico Q V F I F Sisema rifásico Q sen (VAr) 3V L I sen (VAr) L Relação enre as poências (riângulo de poências) Faor de poência (cos ) O faor de poência (cos ) é o valor do cosseno do ângulo de defasagem enre a ensão e a correne. P cos ou S P( kw ) 1000 cos K V Para sisemas monofásicos: K=1; V= V F ; I = I F Para sisemas rifásicos: K = 3 ; V= V L; I = I L O valor do faor de poência é considerado imporane, haja visa que exise um conrole por pare das concessionárias de energia elérica, penalizando os consumidores que iverem um baixo faor de poência. Essa penalidade exise porque um baixo faor de poência indica que a concessionária erá que fornecer uma correne maior, endo cuso com dimensionameno e fornecimeno maior. O faor de poência mínimo exigido pelas concessionárias recenemene passou de 0,85 para 0,92. Exemplo: Se ivermos um moor rifásico de 220 Vols e que consome 30 A, com cos igual a 0,78. Sua poência aparene será: I S P Q 2 2 S 3 VL IL Enquano sua poência aiva será: (VA) P S cos , ,6 (W) Se o faor de poência fosse 0,92 a correne necessária para fornecer a mesma poência aiva seria: Figura Triângulo das poências 300,78 I 25,4 0,92 (A) 13

14 1.5. Relações básicas dos moores eléricos Velocidade síncrona (ns) A velocidade síncrona de um moor (ns) é definida pela velocidade de roação do campo girane, que depende direamene do número de pólos (p) e da freqüência (f) da rede, em Herz. Assim sendo, a velocidade síncrona de um moor é dada por: 120 f ns p (rpm) Nº de pólos Roação síncrona por minuo (rpm) 60 Hz 50 Hz O roor de um moor de indução em carga, jamais gira com velocidade síncrona. Pois se isso aconecesse a velocidade do roor seria igual a do campo do esaor. Sem o movimeno relaivo enre os dois, não haveria correne induzida no roor, e conseqüenemene não haveria conjugado Escorregameno (s) Quando ligamos um moor de indução, o roor acelera aé próximo da velocidade síncrona e, em carga nominal, ele apresena uma velocidade ligeiramene inferior a velocidade síncrona. Essa diferença em percenual é denominada escorregameno. ns n ns n s( rpm) ou s(%) 100 ns ns Onde: s = escorregameno ns = roação síncrona (rpm) n = roação nominal (rpm) Exemplo: Para um moor de seis pólos, 60 Hz, que gira a 1120 rpm com carga, o escorregameno será: s(%) 100 6,7% Relação enre conjugado e poência Podemos relacionar a força disponível no eixo de roação (conjugado) com a poência úil do moor, aravés das seguines relações: C( kgf P( cv) C( kgf P( kw ) ou, inversamene: C( kgf m) n( rpm) 716 m) n( rpm) P( cv) m) n( rpm) 7024 P( cv) C( N m) n( rpm) C( N m) n( rpm) 7024 C( N m) n( rpm) P( kw ) n( rpm) 9555 P( kw ) n( rpm) Perdas Verifica-se nos moores, que a poência absorvida da rede não é igual a poência disponível no eixo. Isso ocorre devido às diversas perdas exisenes no moor como: Perdas no ferro, perdas mecânicas e perdas joule (no esaor e no roor), sendo dadas por: Onde: Pe = Perdas P Pe P Pu (W) = Poência absorvida pelo moor (Poência aiva) Pu = Poência úil Rendimeno () É a relação enre a poência disponível no eixo do moor (Poência úil) e a poência (aiva) absorvida da rede, indicando a eficiência com que é feia a ransformação da energia. Pu W P W 736 Pu cv K V I cos Conjugado (C ) O conjugado (orque ou momeno) é a medida do "efeio da roação" produzida por uma força (F) a uma disância (d) do seu eixo de roação. C F d (N m) Onde: C = Conjugado F = Força d = Disância do pono de aplicação da força ao eixo de roação Onde: Pu = Poência úil P 736 C( kgf m) n( rpm) 716 K V I cos = Poência absorvida pelo moor V,I =Tensão e correne aplicada ao moor Moores monofásicos: K = 1 ; V = V F; I = I F Moores rifásicos: K = 3 ; V = V L; I = I L 14

15 2.1 Tensão nominal É a ensão para a qual o moor foi projeado Tensões normais de alimenação 2. Caracerísicas da alimenação Tensão da rede (60Hz) Tensão nominal do moor Terminais de ligação Ligação Parida com chave esrela riângulo 220/380 6 cabos sim 220/440 9 cabos YY não 12 cabos sim 220/380/440/ cabos sim 220/380 6 cabos Y não 380/660 6 cabos sim 220/380/440/ cabos YY não 9 cabos Y não 220/ cabos Sim 220/380/440/ cabos Sim Noa: 760V apenas na parida Tensão múlipla A maioria dos moores eléricos oferece a possibilidade de funcionameno em mais de uma ensão, basando mudar as ligações de seus erminais. As ligações possíveis enconramse marcadas na placa de idenificação ou próximo à caixa de ligação (ou ainda no inerior desa). Os principais ipos de ligações dos erminais, para funcionameno em mais de uma ensão, são: a) b) Figura 2.2 Conversão série-paralela (ligação riângulo) b) Ligação esrela-riângulo Exige 6 erminais no moor, permiindo acesso exerno às duas ponas da bobina de cada fase. Serve para qualquer ensão nominal dupla, desde que a segunda seja igual a primeira muliplicada por. Exemplos: 220/380V - 380/660V - 440/760V. Como mosra a figura 2.3, se a ensão admissível no enrolameno é de 220V, ligando em esrela podemos alimenar o moor com 380V (ensão de linha), já na ligação riângulo podemos ligar o moor com 220V (ensão de linha). a) Ligação série-paralela Exige 9 erminais no moor, permiindo acesso exerno a meade da bobina de cada fase. Bobinas em série - (figura 2.1a e 2.2a); cada meade da bobina é ligada em série, ficando sujeia a apenas meade da ensão de fase da rede. Exemplo: Se a ensão admissível na bobina é de 220V, com a ligação em série podemos ligar o moor com ensão de 440V (fase) Bobinas em paralelo - (figura 2.1b e 2.2b); Cada meade da bobina é ligada em paralelo, ficando sujeia à mesma ensão de fase da rede. Usa-se a ligação série-paralela sempre que as ensões forem uma o dobro da oura. Exemplo: 220/440V - 230/460V. Figura Conversão esrela-riângulo c) Quaro ensões Combinando os dois casos aneriores, podemos ober a ligação série-paralela e ambém realizarmos as ligações das rês fases em esrela ou riângulo. Ese caso exige 12 erminais no moor, permiindo ligar o moor nas seguines ensões: 220V - Ligando as bobinas em paralelo e as fases em riângulo; 380V - Ligando as bobinas em paralelo e as fases em esrela; 440V - Ligando as bobinas em série e as fases em riângulo; 760V - Ligando as bobinas em série e as fases em esrela (uilizada apenas para a parida). a) b) Figura 2.4 Conversão em 4 ensões Figura 2.1 Conversão série-paralela (ligação esrela) 15

16 2.2 Freqüência nominal É a freqüência para a qual o moor foi projeado Efeios nos moores bobinados em 50Hz ligados na rede de 60Hz a) Com a mesma ensão nominal: - poência não se alerada - correne nominal não se alerada - correne de parida diminui 17% - conjugado de parida diminui 17% - conjugado máximo diminui 17% - roação aumena 20% b) Alerando-se a ensão em proporção à freqüência: - poência aumena 20% - correne nominal não se alerada - correne de parida aproximadamene a mesma - conjugado de parida aproximadamene o mesmo - conjugado máximo aproximadamene o mesmo - roação aumena 20% Um moor de indução deve ser capaz de prover orque nominal coninuamene denro da Zona A da figura 2.5, mas pode não aender compleamene as suas caracerísicas de desempenho à ensão e freqüência nominais (ver pono de caracerísicas nominais na figura 2.5), apresenando alguns desvios. As elevações de emperaura podem ser superiores àquelas obidas à ensão e freqüência nominais. Um moor de indução deve ser capaz de prover orque nominal na Zona B, mas pode apresenar desvios superiores àqueles da Zona A, no que se refere às caracerísicas de desempenho à ensão e freqüência nominais. As elevações de emperaura podem ser superiores às verificadas com ensão e freqüência nominais e muio provavelmene superiores àquelas da Zona A. O funcionameno prolongado na periferia da Zona B não é recomendado 2.4 Efeios aproximados da variação de ensão Noa: Não é recomendado o uso de moores bobinados para 60Hz ligados na rede 50Hz, a não ser que se alere a ensão, proporcionalmene, V 50Hz = 5/6 x V 60Hz. Nese caso, o conjugado de parida, conjugado máximo e a correne nominal permanecem consanes, a poência e a roação diminuem 17 % e a correne de parida diminui 5%. 2.3 Tolerância de variação de ensão e freqüência Conforme norma ABNT NBR 7094, para moores de indução, as combinações de variações de ensão e de freqüência são classificados como zona A ou zona B, de acordo com a figura 2.5 Legenda Cp Cmáx IP % COS In Conjugado de parida Conjugado máximo Correne de parida Rendimeno Faor de porência Correne nominal Figura 2.5 Limies das variações de ensão e de freqüência em funcionameno 2.5 Efeios de um sisema de ensões desequilibrado sobre as caracerísicas de funcionameno de um moor Também conhecido como efeios do desbalanceameno de fases, os efeios de desequilíbrio de ensões são graves para o funcionameno de um moor, no enano é comum exisir um desequilíbrio de 3 a 5%. A percenagem de desequilíbrio das ensões é calculada facilmene a parir da medição das ensões nas rês fases e uilizando a equação: DmáxV (%) 100 VM Onde: DmáxV = Desvio máximo das ensões em relação ao valor médio VM = Valor médio 16

17 Exemplo Para os valores de ensões enre fases de 220 V, 215 V e 210 V, o valor médio da ensão é de 215 V e o desvio máximo da ensão em relação ao valor médio é de 5 V. Daí resula: 5 (%) 100 2,3% Problemas com as concessionárias de energia elérica que limiam a queda de ensão da rede; Noa: A equação é dada para comodidade do usuário do moor e é somene uma aproximação do valor relaivo da componene de seqüência negaiva da ensão. A deerminação mais precisa pode ser feia pela decomposição do sisema rifásico em suas componenes siméricas. Para desequilíbrios das ensões superiores a 5% é necessário um esudo da componene de seqüência negaiva das correnes. Efeios do desequilíbrio O desequilíbrio provoca uma sobre-elevação da correne e, por conseqüência, um superaquecimeno na bobina, podendo levar à queima da mesma. Segundo a norma NEMA (Naional Elecrical Manufacures Associaion), ese aumeno de emperaura será aproximadamene duas vezes o quadrado do percenual do desequilíbrio de ensões enre as fases. % desequilíbrio enre fases Aumeno de correne (%) 2,5 21,0 12,5 2,0 16,7 8,0 1,5 12,5 4,5 1,0 8,0 2,0 0,5 3,8 0,5 Aumeno de emperaura (%) O conjugado de parida fica reduzido, dificulando a enrada em funcionameno do moor. O conjugado à plena carga fica igualmene reduzido, produzindo um escorregameno além do normal e diminuindo o rendimeno do moor Como minimizar os efeios do desequilíbrio de ensões: - Melhorar a disribuição das cargas nas redes rifásicas, procurando o melhor equilíbrio possível; - Biolas de cabos adequadas à rede e ao sisema; - Localizar e avaliar equipamenos mal dimensionados; - Proeção inerna nas rês fases com ermisores ou ermosaos e relé de sobrecarga com chave magnéica; - Manuenção preveniva nos quadros eléricos, verificando: o desgase dos conaos dos conaores; a fixação dos erminais; o dimensionameno de cabos 2.6 Sisemas de paridas dos moores eléricos Parida direa Os moores de indução rifásicos devem, sempre que possível, parir por meio de conaores ligados direamene à rede, ou seja, parida direa. Ese sisema fornece o maior conjugado de parida e a máxima aceleração. Exisem algumas limiações devido a correne elevada na parida, que acarreará em: - Elevada queda de ensão no sisema de alimenação da rede. Em função diso, provoca a inerferência em equipamenos insalados no sisema; - Insuficiência da insalação elérica; - O sisema de proeção (cabos, conaores) deverá ser superdimensionado ocasionando um cuso elevado; Figura 2.6 Circuio de força para parida direa Parida com chave esrela-riângulo Ese méodo de parida necessia que o moor enha a possibilidade de ligação em duas ensões, sendo uma delas 3 vezes a oura, e que a ensão da rede de alimenação seja igual a menor delas. Exemplo: 220/380V; 380/660V; 440/760V. Suponhamos que o moor seja 220/380V. Nesa siuação, ele pare com conexão esrela, cuja ensão nominal seria de 380V. Como a rede fornece 220V, o moor pare com ensão reduzida. Para a rede, isso resula em uma correne de parida de 25% a 33% da que apresenaria, se fosse ligado direamene em riângulo. O moor deve acelerar a carga aé aproximadamene 85% da roação nominal. Nese pono podemos mudar para ligação riângulo. Para que iso seja possível a ensão nominal nesa ligação deve ser igual a ensão da rede. Conjugado caracerísico: As figuras (2.8 e 2.9) represenam o conjugado x velocidade do méodo de parida esrela-riângulo, sendo que para um moor a uma ensão consane, as curvas de conjugado e correne são fixas e independem da dificuldade da parida. A aplicação dese méodo depende do conjugado resisene imposo pela carga e da correne no insane da ligação riângulo, iso é, o conjugado resisene não deve ulrapassar o conjugado de parida do moor (figura 2.8), e nem a correne elevar-se a um valor muio alo no insane da ligação riângulo, faos que podem inviabilizar o méodo. O moor deverá acelerar a carga aé aproximadamene 85% da roação nominal na ligação esrela, iso é, na parida. Ese méodo só pode ser uilizado quando: - o moor pare em vazio e somene após aingir a roação nominal aplica-se a carga; - a carga que aumena gradaivamene com a roação. Exemplo: Veniladores, bombas cenrifugas, ec... 17

18 2.6.3 Parida com chave compensadora (auo-ransformador) Ese méodo de parida usa auoransformador para reduzir a ensão e a correne durane a parida do moor, usualmene, sob carga. Eviando-se assim uma sobrecarga no circuio e permiindo que o conjugado seja suficiene para a parida e aceleração. A ensão na chave compensadora é reduzida aravés de um auoransformador rifásico que possui, geralmene, aps de 50, 65 e 80% da ensão nominal. 1 o Passo: Define-se o primeiro ap, em função do conjugado resisene. O moor deve acelerar a carga aé a roação nominal ou menor. 2 o Passo: Em qualquer deses casos o segundo ap deve ser de 100% da ensão nominal (ensão de linha). Figura 2.7 Circuio de força para chave esrela riângulo Conjugado caracerísicos: As curvas conjugado x velocidade da figura 2.11, mosram a variação do conjugado de parida (em porcenagem do conjugado com roor bloqueado) em função do ap escolhido. Figura 2.8 Conjugado resisene menor que o conjugado de parida Quando o conjugado resisene é maior que o conjugado desenvolvido na ligação esrela (figura 2.9), o moor acelera a carga aé uma roação N, menor que a nominal. Nese pono muda-se para ligação riângulo, elevando-se repeninamene o conjugado e a correne a valores alos referenes à roação N, inviabilizando nese caso o méodo Esrela-Triângulo. Ou seja, exisem casos onde ese sisema de parida não pode ser usado. Figura 2.10 Circuio de força para parida com chave compensadora Figura 2.9 Conjugado resisene maior que o conjugado de parida Figura 2.11 Conjugado (ensão) x velocidade 18

19 2.6.4 Parida com chave série-paralela Ese méodo exige que o moor seja religável para duas ensões (9 erminais), sendo que a menor das ensões deve ser igual a da rede a oura duas vezes maior, normalmene 220/440V. Na parida, o moor é conecado na ligação série. O moor deve acelerar aé, aproximadamene, 85% da roação nominal ou aingi-la. Nese pono deve-se fazer a comuação para ligação em paralelo; para que isso seja possível a ensão nominal nesa ligação (paralelo) deve ser igual à ensão da rede Parida com bobinameno dividido Para aplicação dese méodo é necessário que o moor enha dois circuios em paralelo por fase. São usados dois passos para conecar o moor à rede de alimenação. 1 o Passo Um conaor coneca pare do bobinameno à rede (normalmene meade do bobinameno), durane um curo espaço de empo (aproximadamene 4 s). 2 o Passo Ouro conaor coneca o resane do bobinameno à rede, compleando a ligação. As curvas das figura 2.12 e 2.13 represenam o conjugado x velocidade do méodo de parida com bobinameno dividido. O conjugado de parida desenvolvido pelo méodo do bobinameno dividido é consideravelmene menor que o conjugado com parida direa, sendo ambém menor que o conjugado a plena carga. Ese fao deve ser uma vanagem quando deseja-se uma parida suave. Nese méodo, o moor deve acelerar a carga aé próximo da roação nominal no 1 o Passo, iso é, o conjugado resisene da carga deve ser sempre menor que o conjugado desenvolvido com o bobinameno dividido. Ese méodo pode ser uilizado quando: 1) O moor pare a vazio, e somene após aingir a roação nominal liga-se a oura pare do bobinameno e enão aplicase a carga. 2) A carga aumena gradaivamene com a roação. Exemplo: Veniladores, bombas cenrífugas, ec... Quando o conjugado resisene é maior que o conjugado desenvolvido pelo méodo de parida com bobinameno dividido, o moor acelera a carga aé uma roação N, menor que a nominal. Nese pono o 2 o conaor deve ser ligado conecando odo o bobinameno à rede; iso eleva repeninamene o conjugado e a correne aos valores referenes a roação N (figura 2.13 ), ornando-se inviável, nese caso, o uso dese méodo. figura 2.13 Conjugado resisene maior que o conjugado de parida Embora eoricamene qualquer moor de indução que possua bobinas em paralelo possa ser uilizado com esse méodo de parida, na práica faores como quedas de conjugados em deerminadas roações, aquecimeno anormal e ensões mecânicas nas bobinas, recomenda-se que somene moores especificados para parida com bobinameno dividido, uilizem al méodo de parida Parida com resisor primário Nese méodo de parida a inserção de resisores em cada fase da alimenação do moor leva a uma redução na ensão aplicada aos erminais e, conseqüenemene, a uma redução na correne absorvida (figura 2.14) e no conjugado moor. O inconveniene desse méodo de parida é a perda de energia que ocorre nos próprios resisores. Na medida em que o sisema acelera, a queda na correne absorvida pelo moor implica no aumeno gradaivo da ensão aplicada aos erminais do moor. É usual que a resisência inserida seja gradualmene reduzida, pela reirada de resisores ao longo do empo de aceleração. É um méodo pouco uilizado na práica Parida com reaor primário Méodo de parida similar ao anerior, sendo inserida uma reaância induiva nas fases de alimenação. Na práica, ese méodo é uilizado apenas na parida de moores de grande pore e de média ensão (acima de 600V). Em relação ao méodo de parida por inserção de resisor, a inserção de reaor apresena um consumo de energia no elemeno inserido comparaivamene muio menor, porém implica num pior faor de poência na parida, já que a correne absorvida, principalmene no inicio da aceleração, será essencialmene reaiva. Para um processo de parida com redução gradual da reaância inserida orna-se necessário uilizar diferenes reaores, já que uma reaância não pode ser variada pelo simples ajuse de aps, como um resisor. Figura 2.12 Conjugado resisene menor que o conjugado de parida Figura 2.14 Parida com resisor ou reaor primário. 19

20 Figura 2.15 Conjugado x velocidade para parida com resisor ou reaor primário Parida elerônica (Sof-Sarer) Sof-Sarer é um disposiivo elerônico composo de pones irisorizadas (SCRs) na configuração aniparalelo acionadas por uma placa elerônica, a fim de conrolar a correne de parida de moores de correne alernada rifásica. Seu uso é comum em bombas cenrífugas, veniladores, e moores de elevada poência cuja aplicação não exija a variação de velocidade. A sof-saer conrola a ensão sobre o moor aravés do circuio de poência, consiuído por seis SCRs, variando o ângulo de disparo dos mesmos e, conseqüenemene, variando a ensão eficaz aplicada ao moor. Assim, pode-se conrolar a correne de parida do moor, proporcionando uma "parida suave", de forma a não provocar quedas de ensão elérica bruscas na rede de alimenação, como ocorre em paridas direas. No final do período de parida, ajusável, geralmene, enre 2 e 30 segundos, a ensão ainge seu valor pleno após uma aceleração suave ou uma rampa ascendene. Cosumam funcionar com a ecnologia chamada by-pass, a qual, após o moor parir e receber oda a ensão da rede, liga-se um conaor que subsiui os módulos de irisores, eviando sobreaquecimeno dos mesmos. 2.7 Comparação enre alguns méodos de parida Méodos de parida Parida direa Esrelariângulo Operações Liga-se direamene a rede (usar conaores) Pare-se em esrela em seguida comua-se para riângulo Pare-se em série comuando para Série paralela paralelo (chave sérieparalelo) Reduz a ensão Auo aplicada ao moor. ransformador TAP: (chave 50% compensadora) 65% 80% Bobinameno dividido Sof sarer Pare-se com apenas pare do bobinameno, ligando-o oalmene em seguida Parida suave aravés de conrole elerônico de ensão e comuação bypass opôs aingir a ensão plena. Correne de parida 100% 100% 25 33% 25 33% 25% 25% 40% 55% 77% 70 80% aé 20% Conjugado Caracerísicas básicas de parida Vanagens Limiações - Baixo cuso - Elevado conjugado de parida - Ala correne de parida - Larga aplicação - Mínima manuenção 15% 30% 54% 50 60% (Conjugado mínimo 35% do conjugado de plena carga) Ala flexibilidade na adapação dos parâmeros do moor às condições de parida da máquina - Médio cuso - Baixa correne de parida - Elevado N o de manobras - Médio cuso - Baixa correne de parida - Elevado N o de manobras - Parida com carga - Regulagem do conjugado de parida - Larga aplicação - Baixa exigência do moor - Baixo cuso - Médio conjugado de parida - Baixa manuenção - Baixo conjugado de parida - Necessidade de 6 erminais - Deve aingir 85% da roação nominal na ligação esrela - Baixo conjugado de parida - Necessidade de 9 erminais - Deve aingir 85% da roação nominal - Cuso elevado - Freqüenes de manobras - Ruim para paridas freqüenes - Requer bobinameno especial - Baixo conjugado mínimo - Paridas a vazio - Parida e parada suave - Correne de parida reduzida - Inervalo de manuenção mais longo - Maior vida úil do - Cuso elevado acionameno - Deecção, indicação e desarme conra falhas em geral - Pode ser inerligado ao microcompuador. Noa: Para usar os méodos de parida ciados acima, o moor deve er alo conjugado de parida, sendo capaz de acelerar a inércia da carga com o conjugado reduzido. Os moores Kcel preenchem ese requisio, aendendo a maioria dos casos enconrados. 20

21 3. Caracerísicas ambienais Os moores de indução devem ser especificados considerando as condições ambienais a que esão sujeios. Essas condições são especificadas pela norma da ABNT NBR O uso prolongado de moores em condições de funcionameno diferenes das especificadas pode acarrear riscos como, sobreaquecimeno, falhas mecânicas, deerioração anormal do sisema de isolação, fogo, explosão e ec. 3.1 Temperaura ambiene De acordo com a norma ABNT NBR-7094 o moor deve funcionar normalmene quando a emperaura ambiene se siuar enre 0 e 40 C. Fora dessa faixa de emperaura, não será considerada condição normal para funcionameno, podendo ocorrer danos ao moor, assim como redução na sua poência nominal Cuidados necessários para funcionameno com emperaura acima de 40 C ou abaixo de 0 C. Moores que rabalham em emperauras superiores a 40 o C. Graxas especiais (alo pono de ebulição) Rolamenos especiais (folga maior) Maeriais isolanes especiais (resisene a emperauras mais alas). Redução da poência nominal do moor. Moores que rabalham em emperauras abaixo de 0 o C. Graxas especiais (ani-congelameno) Drenos (devida excessiva condensação) Resisência de aquecimeno (caso moor fique longos períodos parado) 3.2 Aliude De acordo com a norma da ABNT NBR-7094 o moor deve funcionar normalmene para aliude de aé 1000 meros acima do nível do mar. O funcionameno de moores em aliudes superiores a 1000 meros apresena problemas de aquecimeno causado pela rarefação do ar e, conseqüenemene, redução de sua capacidade de arrefecimeno Cuidados necessários para funcionameno em aliudes superiores a 1000m Maeriais isolanes de classe superior (resisene a emperaura mais ala). Moores com faor de serviço maior que 1,0 podem ser insalados a aliudes maiores que 1000 meros, desde que a carga exija apenas a poência nominal e que a emperaura ambiene seja de no máximo 40 C. A cada 100m de aliude acima de 1000m, o limie de elevação de emperaura para a classe de isolameno deve ser reduzido em 1%. Ver norma ABNT NBR Poência úil do moor nas diversas condições de emperaura e aliude Associando os efeios da variação da emperaura e da aliude, um novo valor de poência nominal pode ser obido muliplicando-se a poência úil pelo faor de muliplicação obido na abela 3.1. T Aliude (m) ( C) ,16 1,13 1,11 1,08 1,04 1,01 0, ,13 1,11 1,08 1,05 1,02 0,98 0, ,11 1,08 1,06 1,03 1,00 0,95 0, ,08 1,06 1,03 1,00 0,95 0,93 0, ,06 1,03 1,00 0,96 0,92 0,90 0, ,03 1,00 0,95 0,93 0,90 0,88 0, ,00 0,97 0,94 0,90 0,86 0,82 0, ,95 0,92 0,90 0,88 0,85 0,82 0, ,92 0,90 0,87 0,85 0,82 0,80 0, ,88 0,85 0,83 0,81 0,78 0,76 0, ,83 0,82 0,80 0,77 0,75 0,73 0,70 Tabela 3.1 Faor de muliplicação da poência úil em função da emperaura e da aliude. 3.4 Áreas agressivas Deerminadas aplicações de moores exigem que eles esejam sujeios a áreas cujo ambiene coném agenes químicos, pós, poeiras, umidade, parículas abrasivas, ec. A aplicação de moores nesas áreas exigem uma deerminada adequação do moor de forma a suporar ais ambienes sem danos ao moor, nem riscos como explosão e fogo. Podemos subdividir as áreas agressivas em : Áreas mecanicamene agressivas São áreas com presença de pós ou poeiras que provocam abrasão em pares dos equipamenos insalados ou diminuição do sisema de venilação. Como exemplo de áreas mecanicamene agressivas desacam-se: Áreas de beneficiameno de soja, rigo, café, arroz, ec. Áreas de siderurgia e mealurgia com presença de cavacos e/ou parículas meálicas. Áreas de mineração com presença de poeira abrasiva ou pós de fina granulação. Áreas com presença de líquidos por caracerísicas do processo ou lavagem sisemáica dos equipamenos. Áreas quimicamene agressivas São áreas com presença de gases, vapores ou líquidos que possam aacar as superfícies ou pares do moor e compromeer o sisema de isolameno e lubrificação dos mancais. Como exemplo de áreas quimicamene agressivas desacam-se: Áreas a bordo de embarcações maríimas Áreas de processameno de bebidas como vinagre, leie, cerveja, ec. Áreas de raameno de esgoos saniários Áreas para processameno de subsâncias químicas (solvenes, voláeis, corrosivas, ec). Áreas mecânica e quimicamene agressivas São áreas onde a agressividade mecânica e química aparecem simulaneamene, desacando-se: Áreas de raameno de esgoos saniários, onde além da urina (agressividade química) pode aconecer a obsrução da venilação por derios sólidos (agressividade mecânica). Áreas de processameno de adubos onde além do pó e poeira (agressividade mecânica) há a presença de corrosão das pares meálicas pelos componenes dos ferilizanes (agressividade química). 21

22 3.5 Áreas perigosas São áreas com presença cera ou provável, conínua ou inermiene de subsâncias que podem levar a uma explosão ou incêndio como vapores, poeiras ou fibras inflamáveis. Nessas áreas é necessário que se adoem medidas de segurança de modo a eviar a ignição dessa amosfera explosiva. Enre os fenômenos capazes de desencadear a explosão podemos desacar: Faíscas eléricas, quando de um curo-circuio. Cenelhas provocadas pelo ario de pares móveis (veniladores, comuadores, ec). Ponos do moor operando em emperauras ais que seja aingido o pono de fulgor da misura presene. Ao analisarmos as áreas perigosas é necessário enendermos alguns ermos uilizados como: Pono de fulgor - É a emperaura mínima na qual um líquido inflamável à emperaura de ignição, em condições normais de pressão, começa a mudar de esado (vaporizar). Temperaura de ignição - Temperaura mínima na qual ocorre a ignição esponânea da misura, resulando em queima ou explosão. Limie inferior de explosividade - É a concenração mínima de uma misura acima da qual pode ocorrer a ignição Classificação das áreas perigosas São esabelecidas aravés de rês parâmeros: Classe: Associado a naureza da misura presene. Grupo: Associado a composição da misura presene e ao ambiene onde o equipameno será insalado. Zona: Associado a coninuidade da misura presene e probabilidade de ocorrência da amosfera inflamável Classe da área Classe 1: Misuras composas de gases e/ou vapores inflamáveis Classe 2: Misuras composas de pós e/ou poeiras inflamáveis Classe 3: Misuras composas de fibras e/ou parículas fluuanes inflamáveis Grupo de área e emperauras de ignição Grupo I: Insalações em minas. Grupo II: insalações em indúsrias de superfície (subdividido em grupos IIA, IIB e IIC). A subdivisão do grupo II é deerminada conforme as caracerísicas de similaridade do pono de visa de comporameno durane um processo de explosão das subsâncias envolvidas Amoníaco: 630ºC Aceao N-propilico: 500ºC Monóxido de carbono: 605ºC Aceao de N-buila: 420ºC Penano: 285ºC Aceao de amila: 375ºC Hepano: 215ºC Buanol: 340ºC Iso-ocano: 220ºC Nirao de eila: 90ºC Subsâncias ípicas do grupo IIB Eileno: 425ºC Óxido eileno: 440ºC Buadieno 1.3: 425ºC Gás de forno de coque: 560ºC Éer dieilico: 170ºC Subsâncias ípicas do grupo IIC Hidrogênio: 560ºC IIB + Hidrogênio: 560ºC Dissulfeo de carbono: 100ºC IIB + Eilnirao: 100ºC Aceileno: 305ºC IIB + Aceileno: 305ºC Eilnirao: 90ºC IIB + Sulfeo de carbono: 90ºC Zona de área Zona 0: É a área onde apresena coninuamene a presença de misura inflamável e/ou explosiva, ou exise por longos períodos. Zona 1: Áreas onde a probabilidade de ocorrência de misura inflamável e/ou explosiva esá associada à operação normal do equipameno e do processo. A amosfera explosiva esá freqüenemene presene. Zona 2: Áreas onde a presença de misura inflamável e/ou explosiva não é provável de ocorrer, e se ocorrer, é por poucos períodos. Esá associada à operação anormal do equipameno e do processo, perdas ou uso negligene. A amosfera explosiva pode acidenalmene esar presene Classes de emperaura A classe de emperaura máxima de superfície para equipamenos eléricos deve ser sempre menor que a emperaura de ignição do gás ou vapor, é represenado por símbolos como monsra a abela 3.2 ABNT/IEC NEC Limie de emperaura (ºC) T1 T1 450 T2 T T2 T2-A T2 T2-B T2 T2-C T2 T2-D 215 T3 T T3 T3-A T3 T3-B T3 T3-C 160 T4 T T4 T4-A 120 T5 T5 100 T6 T6 85 Tabela 3.2 Classes de emperaura conforme as emperauras de ignição Subsâncias ípicas do grupo I Meano (Minas): 595ºC Subsâncias ípicas do grupo IIA Aceona: 533ºC Decano: 205ºC Meano indusrial:; 425ºC Benzeno: 560ºC Aceao de eila: 460ºC Xileno: 464ºC Meanol: 455ºC Ciclohexano: 260ºC Buano: 365ºC Eil/Meil/Ceona: 505ºC Hexano: 230ºC Aceao de meila: 475ºC 22

23 3.5.3 Seqüência para definição da classificação de áreas Realizar esudo de Classificação de Áreas para deerminação do ipo de equipameno perinene a área onde ese será insalado. Ese esudo demanda cálculos de dispersão de produos inflamáveis e venilação da área. A seqüência abaixo demonsra uma forma de se proceder para classificar a área e escolher correamene o ipo de moor adequado para o local Equipamenos para amosferas explosivas As leras (Ex) correspondem ao símbolo uilizado para designar que o equipameno é apropriado para uso em amosferas explosivas. O ipo de proeção é idenificado por uma lera minúscula como mosra a abela 3.3 Simbologi a ABNT\IEC Ex e Ex i Ex d Ex n Ex h Tipo de proeção Segurança aumenada Segurança inrínseca A prova de explosão (à prova de chama) Não acendível Invólucro herméico Definição Equipamenos onde a possibilidade de faiscameno ou superaquecimeno em condições normais de operação é reduzida. Equipamenos em que a ocorrência de faíscas ou aquecimenos são de al ordem que não possuem poência suficiene para deflagrar a misura explosiva. invólucro capaz de confinar uma explosão que ocorra em seu inerior. Disposiivo ou circuios que apenas em condições normais de operação, não possuem energia suficiene para inflamar a amosfera explosiva. Invólucro com fechameno herméico (por fusão do maerial). Tabela 3.3 Equipamenos para áreas explosivas Área de aplicação Zonas 1 e 2 Zonas 0 1 e 2 Zonas 1 e 2 Zona 2 Zona 2 - Prova de Explosão (Ex-d) - Segurança Aumenada (Ex-e) - Proeção Combinada (Ex-de) - Equipamenos Eléricos Imersos em Óleo (Ex-o) - Equipamenos Pressurizados (Ex-p) - Equipamenos Imersos em Areia (Ex-q) - Equipameno Elérico Encapsulado (Ex-m) - Equipamenos e Disposiivos de Segurança Inrínseca (Ex-ia ou ib) - Equipameno Elérico Não Acendível (Ex-n) - Proeção Especial (Ex-s) 3.6 Graus de proeção A norma da ABNT NBR 9884 especifica os graus de proeção para equipamenos eléricos, proporcionados pelos invólucros, da seguine forma: IP X X Leras caracerísicas Primeiro algarismo Segundo algarismo Primeiro Proeção conra conao de pessoas e peneração Segundo Proeção conra peneração de água no algarismo de corpos sólidos no equipameno algarismo equipameno 0 sem proeção 0 sem proeção 1 Proegido conra objeos sólidos maiores que 50mm 1 Pingos de água na verical 2 Proegido conra objeos sólidos maiores que 12mm 2 Pingos de água aé a inclinação de 15o com a verical 3 Proegido conra objeos sólidos maiores que 2,5mm 3 Águas de chuva aé a inclinação de 60o com a verical 4 Proegido conra objeos sólidos maiores que 1mm 4 Projeção de água de odas direções 5 Proegido conra poeira 5 Jaos de água de odas as direções 6 Toalmene proegido conra poeira 6 Água de vagalhões 7 Imersão emporária 8 Imersão permanene 23

24 3.6.1 Graus de proeção Moor Grau de 1 o algarismo 2 o algarismo proeção Proeção conra corpos Proeção conra conao Proeção conra água esranhos IP 00 não possui não possui não possui IP 02 não possui não possui pingos de água com uma inclinação de aé 15 com a verical IP 11 corpos esranhos sólidos oque acidenal com a de dimensões acima de mão 50mm pingos de água na verical Moores aberos Moores fechados IP 12 IP 13 IP 21 IP 22 IP 23 IP 44 IP 54 IP 55 IP(W)55 IP 56 oque acidenal com a mão oque acidenal com a mão oque acidenal com os dedos proeção conra conao de ferramena proeção complea conra oques corpos esranhos sólidos de dimensões acima de 50mm corpos esranhos sólidos de dimensões acima de 50mm Corpos esranhos sólidos de aé 12mm corpos esranhos de dimensões acima 1mm proeção conra acúmulo de poeiras nocivas pingos de água com uma inclinação de aé 15 o com a verical pingos de água ou chuva com inclinação de aé 60 o com a verical pingos de água na verical pingos de água com inclinação de aé 15 o com a verical pingos de água ou chuva com inclinação de aé 60 o com a verical respingos de odas as direções respingos de odas as direções jaos de água em odas as direções chuva maresia água de vagalhões Graus de proeção usuais para moores eléricos Os graus de proeção aplicados a casos usuais/normais, são: IP21, IP22, IP23, IP44, IP55 e IP56. Para aplicações rigorosas e especiais é comum a uilização do grau de proeção IPW55 ou IPW56, sendo que ambos são desinados para proeção conra inempéries (IP56 para proeção conra água de vagalhões ) e IP65, oalmene proegido conra poeiras. 3.7 Moores a prova de inempéries A lera W colocada enre as leras IP e os algarismos, indica que o moor é proegido conra inempéries (maresia, chuva, ec). Os moores fechados fabricados com grau de proeção IPW55 ou IPW56 possuem proeção adicional conra inempéries. Também conhecidos como moores de uso naval. Moores para uso naval A consrução de embarcações maríimas e seus equipamenos, seguem as normas, prescrições e exigências das Sociedades Classificadoras. As principais delas são: ABS American Bureau of Shipping (USA) BV Bureau Verias (França) GL Germanisher Lloyd (Alemanha) LRS Lloyd s Norske Verias (Noruega) Os requisios de conjugado dependerão das caracerísicas do equipameno. Por ouro lado é necessário er em mene as evenuais limiações do sisema de geração do navio, o que pode implicar na necessidade de baixas correnes de parida. O grau de proeção dos moores Kcel para uso naval é IPW55 ou IPW56, endo as seguines caracerísicas e acessórios: Placa de idenificação em aço inox; Anéis V Ring ou Reenores de vedação enre eixo e ampa dianeira, bem como na ampa raseira; Elemenos de fixação zincados; Espuma auo-exinguível na passagem dos cabos de ligação pela carcaça; Pinura anicorrosiva (alquídica); Enrolamenos duplamene impregnados; Opcionais Drenos para saída de água condensada; Resisência inerna de aquecimeno para reirar umidade; Proeção conra sobre emperaura (proeor érmico, ermosao ou ermisor); Plano de pinura especial de acordo com o cliene; Placa de bornes; Prensa cabos; Classe de isolação 155ºC (F) ou 180º (H); Eixo em aço inox; Rolameno de esferas com folga especial e/ou graxa especial. 3.8 Venilação São uilizados nos moores com a finalidade de auxiliar na dissipação do calor gerado devido às perdas. O sisema de venilação uilizado depende da maneira que é realizada a roca de calor enre as pares aquecidas do moor e o ar ambiene Moor abero (ODP) Nesse ipo de moor não exise nenhum impedimeno para circulação do ar ambiene no bobinameno do moor. O venilador é acoplado ao eixo do moor e força a passagem do ar ambiene pelas pares aquecidas do moor, causando assim o seu resfriameno Moor oalmene fechado com venilação exerna (TFVE) O moor é fechado de maneira a impedir que o ar ambiene enre em conao com a sua pare inerna. Ocorre a peneração do ar ambiene no moor, somene pelas folgas de monagem. O venilador é acoplado ao eixo, exernamene a carcaça, é uilizado uma ampa (ampa defleora) envolo ao venilador para proeger e direcionar o ar sobre a superfície do moor aumenando a eficiência da roca de calor Moor oalmene fechado sem venilação exerna (TFSV) Igual ao anerior, não possuindo no enano nenhum meio especial para forçar a circulação do ar ambiene conra a superfície da carcaça. Somene uilizado em pequenosmoores ou em ambienes em que a venilação exerna seria prejudicial, devido as impurezas do ar, nesse caso os moores são projeados em carcaças maiores que a normal e/ou uilizado maeriais isolanes de classes mais alas. 24

25 4. Caracerísicas de regime 4.1 Aquecimeno do moor Pare da poência fornecida ao moor é dissipada em forma de calor (perdas), esse calor gerado aua de forma a deeriorar o maerial isolane, fazendo que, com o empo, ele perca a sua propriedade dielérica (propriedade de isolação). Pode-se dizer que a vida úil do moor depende basicamene da vida úil do maerial isolane. Normalmene, quando o maerial isolane é uilizado denro do seu limie de emperaura especificada, o envelhecimeno ocorre de forma ão lena que se pode dizer que sua vida úil é ilimiada, mas a medida que esse limie é ulrapassado sua vida cai rapidamene. Por exemplo, um aumeno de 8 a 10 graus na emperaura da isolação reduz sua vida úil pela meade. Para prolongarmos a vida úil do isolameno devemos eviar: Sobrecarregar o moor coninuamene Expô-lo a ambienes agressivos e vibrações excessivas Limie de poência devido ao aquecimeno do moor Chama-se de poência nominal, a poência que o moor pode fornecer denro das suas caracerísicas nominais e que produza um aquecimeno denro do limie suporável do maerial isolane. Considerando ainda, que o moor pode suporar cargas que exigem poência acima da sua poência nominal, causando dessa forma sobreaquecimeno, reduzindo a vida úil do maerial isolane e consequenemene a do moor Dissipação do calor Devido aos problemas relacionados com o aquecimeno do moor, é necessário que a dissipação do seu calor inerno ao meio exerno ocorra da forma mais eficiene possível. Alguns faores influenciam nessa dissipação: a) A área oal de dissipação da carcaça A área de dissipação deve ser a maior possível, endo em visa ambém o cuso do maerial e do peso do moor. A área de dissipação é mais bem aproveiada por meio de aleas de resfriameno fundidas com a carcaça como mosra a figura 4.1 Figura 4.1 Aleas de resfriameno b) Diferença de emperaura enre a superfície exerna da carcaça e a emperaura ambiene Considerando o ar ambiene como meio refrigerane, quano menor for a emperaura dele, mais facilmene ocorrerá a roca de calor. c) Eficiência do sisema de venilação Além de um venilador eficiene, o sisema deve ser capaz de movimenar grande volume de ar sobre oda a área da superfície de dissipação da carcaça, de maneira a propiciar uma melhor roca de calor enre carcaça e o ar ambiene. 4.2 Classes de isolameno Um sisema de isolameno é formado, muias vezes, pela associação de vários maeriais isolanes e depende o ipo de maerial empregado. Eses sisemas são divididos em classes de acordo com a maior emperaura que o maerial isolane pode suporar coninuamene sem causar danos à sua vida úil. A classificação érmica de maeriais isolanes eléricos é especificada na norma ABNT NBR 7034, os limies são os seguines: C Classe A; C Classe E; C Classe B; C Classe F; C Classe H; A norma ABNT NBR 7094 especifica as classes de isolameno aplicadas em máquinas eléricas, e seus respecivos limies de emperaura. Temperaura Classe de isolameno A E B F H TA ( o C) T ( o C) T ( o C) Toal ( o C) Tabela 4.1 emperaura admissível para cada classe de isolameno Onde: TA = Temperaura ambiene T= Elevação de emperaura (méodo da Resisência) T= Diferença enre o pono mais quene e a emperaura média Toal = Temperaura do pono mais quene 4.3 Medida da emperaura do enrolameno O méodo da resisência é o meio mais simples, preciso e confiável de se medir a emperaura do enrolameno, além de os ouros méodos para mediar a emperaura serem mais complicados (ermopares e ermômeros). Pode-se deerminar a variação da emperaura realizando medidas da resisência ôhmica do enrolameno a frio e a quene, uilizando a fórmula abaixo: R2 R1 2 A ( K 1) 1 R1 Onde: = elevação da emperaura 1 = emperaura do enrolameno anes do ensaio 2 = emperaura do enrolameno no fim do ensaio A = emperaura do meio refrigerane no fim do ensaio R 1 = resisência do enrolameno a frio R 2 = resisência do enrolameno a quene K = 234,5 para cobre puro e 225 para alumínio com conduividade de 62% IACS A 25

26 Exemplo: Para emperaura ambiene de 30 C. Temperaura do enrolameno no fim do ensaio 130 C Temperaura do meio refrigerane no fim do ensaio 30 C = = 100 C Aravés da abela 4.1 verificamos que para ese moor devemos usar maerial isolane da classe F(155 C). inerrompem correnes de curo-circuio. Os disjunores podem ser aberos (ou de força ) ou em caixa moldada. Os aberos são geralmene ripolares, enquano que em caixa moldada podem ser ripolares, bipolares ou unipolares. Os disjunores mais usados possuem disparadores eleromagnéicos para proeção conra curo-circuio e disparadores érmicos para proeção conra sobrecarga. Os disjunores em uma vanagem em relação aos fusíveis que é a capacidade de inerrupção da correne nas rês fases simulaneamene, enquano nos fusíveis exise a possibilidade de inerrupção em apenas uma fase endo como consequência o funcionameno do moor em apenas duas fases. Oura vanagem dos disjunores é a proeção conra sobrecargas. O cuso elevado e a menor velocidade de auação em curo-circuio são as desvanagens dos disjunores em relação aos fusíveis. Figura 4.2 Curvas ípicas para caegoria N Obs: A área com hachura indica a região onde ocorre sobrecarga. A correne e a emperaura elevam-se exponencialmene pondo em risco o sisema de isolameno. 4.4 Sisema de proeção Tendo em visa a imporância do maerial isolane para a vida úil do moor, é necessário que exisam meios de proegê-lo conra evenuais sobreaquecimenos que venham a ocorrer: Para uma correa aplicação de um deerminado ipo de proeção deve-se levar em cona: O amanho do moor; o nível de ensão da rede de alimenação; o méodo da parida; o cuso da proeção em relação ao cuso do moor e o cuso de uma paralisação no processo indusrial. Os principais moivos de sobreaquecimeno são: Sobrecarga conínua Sobrecarga inermiene (elevado número de paridas, reversões e/ou frenagens por hora) Variação da ensão de alimenação Roor bloqueado Temperaura ambiene elevada Variação da frequência da rede Circulação deficiene do meio refrigerane Fala de fase Principais disposiivos de proeção Fusíveis São disposiivos desinados a proeção conra sobrecorrene de circuios da rede de alimenação, agindo de forma a desconecar o moor da rede, no caso de ocorrência de curo-circuio, possui um elemeno érmico que se funde quando percorrido por uma correne de valor superior àquela do projeo. Sua função é simplesmene abrir o circuio. Disjunores São disposiivos eleromecânicos de manobra e proeção que podem conduzir e inerromper correnes em condições normais de um circuio ou por empo deerminado e Relé érmico São disposiivos que quando percorridos por um deerminado valor de correne (que pode ser ajusado) provoca a operação de um conao móvel. Permiem ajuses da correne nominal denro de deerminadas faixas, conforme o valor da correne nominal do moor. Quano maior for o valor da correne de sobrecarga, menor será o empo decorrido para auação do relé érmico. Normalmene são acoplados a conaores, e desinados à proeção de moores rifásicos Proeção érmica para moores A proeção érmica de moores pode ser realizada aravés de sondas érmicas (ermoresisência, ermisores e ermosaos) e proeores érmicos dependendo da aplicação. São equipamenos sensíveis a emperaura e/ou a correne e que em conjuno com disposiivos de comando ou direamene, podem abrir o circuio de alimenação do moor de forma a eviar sobreaquecimenos. Esses disposiivos são insalados a pedido do cliene. Termosaos São disposiivos do ipo bimeálico com conaos normalmene fechados. Seu funcionameno baseia-se na auação do maerial bimeálico que possui a caracerísica de causar deflexões a parir de deerminada emperaura, causando assim, a aberura do conao normalmene fechado. Usualmene, são uilizados em moores rifásicos, insalados na cabeça de bobina, ligados em série com o equipameno de comando, geralmene são uilizados rês ermosaos (um por fase). Em casos especiais é uilizado em moores monofásicos ligados direamene em série com a alimenação do moor. Termoresisências (resisência calibrada) São deeores érmicos que se baseiam no principio da variação da resisência com a emperaura, normalmene são feios de cobre ou plaina. Proeores érmicos São disposiivos que possuem elemenos bimeálicos com conaos normalmene fechados. Usualmene, são aplicados em moores monofásicos para proeção conra sobreaquecimenos sendo sensível a emperaura e a correne. Exisem dois ipos de proeores érmicos. Com religameno auomáico Com religameno manual 25

27 Termisores Os ermisores são deeores érmicos composos de sensores semiconduores que variam sua resisência bruscamene ao aingirem deerminada emperaura (sensíveis a emperaura). Em moores são uilizados ermisores PTC (coeficiene de emperaura posiiva), e são insalados nas ranhuras ou nas cabeças de bobinas. Os ermisores são ligados em série ou paralelo, dependendo do ipo, a uma unidade de conrole que inerromperá a alimenação do moor ou acionará uma sinalização em função da auação do ermisor. A figura 4.3 mosra um ermisor colocado na cabeça de bobina. 4.5 Regime de serviço Indicação das cargas às quais a máquina é submeida, incluindo, se aplicável, períodos de parida, de frenagem elérica, de funcionameno em vazio e de repouso, bem como as suas durações e a sua seqüência no empo Os moores normalmene são fabricados para regime conínuo, iso é, para uma carga consane num limie de empo indefinido e exigindo a poência nominal do moor. A norma ABNT NBR 7094 especifica que o comprador deverá indicar o regime real do moor aravés dos símbolos alfanuméricos normalizados ou aravés de gráficos. Para caracerizar os diferenes ipos de regimes a que um moor é soliciado, as normas brasileiras e inernacionais enam enquadrá-los em alguns ipos normalizados. Regimes normalizados A norma ABNT NBR 5457 define os ipos de regime e a norma ABNT NBR 7094 apresena o comporameno da carga, das perdas eléricas e da emperaura do moor. O parâmero de diferenciação dos regimes é a variação da carga com o empo, paradas e frenagens eléricas. As normas acima ciadas idenificam os regimes pela lera S seguida de um algarismo de 1 a Regime ipo S1 Regime conínuo Funcionameno à carga consane, com duração suficiene para que o equilíbrio érmico seja alcançado, ver figura 4.4. A abreviação apropriada é S1. P Figura 4.3 Termisor colocado na cabeça de bobina Grau de proeção oferecido por alguns disposiivos conra as principais ocorrências de sobreaquecimeno Causas do sobreaquecimeno Sobrecorrenes 20% da correne nominal Aceleração seguida de reversão pesada Serviço inermiene aé 30 par./hora Ação em função da correne Ação em função da emperaura Fusíveis Relé érmico Sondas érmicas Roor bloqueado Fala de uma fase Variação na ensão Variação na frequência Resfriameno do moor insuficiene Falha num mancal Onde: Nenhuma proeção Proeção limiada Proeção muio boa. P V max Legenda P P v max carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo Tempo Figura 4.4 Regime conínuo Regime ipo S1 26

28 4.5.2 Regime ipo S2 Regime de empo limiado Funcionameno à carga consane por um empo deerminado, inferior ao necessário para aingir o equilíbrio érmico, seguido por um empo de repouso de duração suficiene para resabelecer a emperaura da máquina denro de + 2 K em relação à emperaura do fluido refrigerane, ver figura 4.5. A abreviação apropriada é S2, seguida por uma indicação da duração do regime. Exemplo: S2 60min. P Regime ipo S3 - Regime inermiene periódico Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de funcionameno com carga consane e um empo desenergizado e em repouso, ver figura 4.6. Nese regime o ciclo é al que a correne de parida não afea significaivamene a elevação de emperaura. A abreviação apropriada é S3, seguida pelo faor de duração do ciclo. Exemplo: S3 25%. NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. P T C P R P V P V max max P Legenda P P v max p carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo empo empo em funcionameno à carga consane Legenda P P v max T c p carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo empo duração de um ciclo empo de funcionameno à carga consane Figura 4.5 Regime de empo limiado Regime ipo S2 R empo desenergizado e em repouso Faor de duração do ciclo = P/Tc Figura 4.6 Regime inermiene periódico Regime ipo S3 27

29 4.5.4 Regime ipo S4 - Regime inermiene periódico com paridas Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de parida significaivo, um empo de funcionameno com carga consane e um empo de repouso, ver figura 4.7. A abreviação apropriada é S4, seguida pelo faor de duração do ciclo, pelo momeno de inércia do moor (JM) e pelo momeno de inércia da carga (Jex), ambos referidos ao eixo do moor. Exemplo: S4 25% JM = 0,15 kg.m2 Jex = 0,7 kg.m2 NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. P T C Regime ipo S5 - Regime inermiene periódico com frenagem elérica Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de parida, um empo de funcionameno à carga consane, um empo de frenagem elérica rápida e um empo desenergizado e em repouso, ver figura 4.8. A abreviação apropriada é S5, seguida pelo faor de duração do ciclo, pelo momeno de inércia do moor (JM) e pelo momeno de inércia da carga (Jex), ambos referidos ao eixo do moor. Exemplo: S5 25% JM = 0,15 kg.m2 Jex = 0,7 kg.m2 NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. P T C P V P R F P V P R D D max max Legenda P P v max T c D p R carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo empo duração de um ciclo empo de aceleração/ parida empo de funcionameno à carga consane empo desenergizado e em repouso Faor de duração do ciclo = (D + p)/tc Figura 4.7 Regime inermiene periódico com parida Regime ipo S4 Legenda P P v max T c D P F R carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo empo duração de um ciclo empo de aceleração/ parida empo de funcionameno à carga consane empo de frenagem elérica empo desenergizado e em repouso Faor de duração do ciclo = (D + p + F)/Tc Figura 4.8 Regime inermiene periódico com frenagem elérica Regime ipo S5 28

30 4.5.6 Regime ipo S6 - Regime de funcionameno conínuo periódico com carga inermiene Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de funcionameno à carga consane e um empo de funcionameno em vazio. Não exise empo desenergizado e em repouso, ver figura 4.9. A abreviação apropriada é S6, seguida pelo faor de duração do ciclo. Exemplo: S6 40% NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. P P T C V Regime ipo S7 - Regime de funcionameno conínuo periódico com frenagem elérica Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de parida, um empo de funcionameno à carga consane e um empo de frenagem elérica. Não exise empo desenergizado e em repouso, ver figura A abreviação apropriada é S7, seguida pelo momeno de inércia do moor (JM) e o momeno de inércia da carga (Jex), ambos referidos ao eixo do moor. Exemplo: S7 JM = 0,4 kg.m2 Jex = 7,5 kg.m2 NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. P T C D P F P V P V max max Legenda P carga P v perdas eléricas emperaura max F emperaura máxima aingida durane o ciclo empo de frenagem elérica empo Legenda P P v max carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo T c D p duração de um ciclo empo de aceleração/ parida empo de funcionameno à carga consane Faor de duração do ciclo = 1 T c empo duração de um ciclo Figura 4.10 Regime de funcionameno conínuo periódico, com frenagem elérica Regime ipo S7 p empo de funcionameno à carga consane v empo de funcionameno em vazio Faor de duração do ciclo = p/tc Figura 4.9 Regime de funcionameno conínuo periódico com carga inermiene Regime ipo S6 29

31 4.5.8 Regime ipo S8 - Regime de funcionameno conínuo periódico com mudanças correspondenes de carga e de velocidade Seqüência de ciclos de regime idênicos, cada qual incluindo um empo de funcionameno à carga consane correspondene a uma deerminada velocidade de roação, seguido de um ou mais empos de funcionameno a ouras cargas consanes correspondenes a diferenes velocidades de roação (realizados, por exemplo, pela mudança do número de pólos, no caso de moores de indução). Não exise empo desenergizado e em repouso, ver figura A abreviação apropriada é S8, seguida pelo momeno de inércia do moor (JM) e pelo momeno de inércia da carga (Jex), ambos referidos ao eixo do moor, junamene com a carga, velocidade e faor de duração do ciclo para cada condição de velocidade Regime ipo S9 - Regime com variações não periódicas de carga e de velocidade Regime no qual geralmene a carga e a velocidade variam não periodicamene, denro da faixa de funcionameno admissível. Ese regime inclui freqüenemene sobrecargas aplicadas que podem ser muio superiores à carga de referência, ver figura A abreviação apropriada é S9. Para ese ipo de regime, uma carga consane apropriadamene selecionada e baseada no regime ipo S1 é omada como carga de referência ( Pref na figura 4.12) para o conceio de sobrecarga. n D P F R Exemplo: S8 JM = 0,5 kg.m2 Jex = 6 kg.m2 16kW 740 rpm 30% 40kW 1460 rpm 30% 25kW 980 rpm 40% NOTA: Regime periódico implica que o equilíbrio érmico não seja alcançado durane a operação com carga. T C P P P ref P V S P2 P3 P V D P1 F1 F2 max max Legenda IEC 334/04 P carga n P ref P v carga de referência perdas eléricas emperaura max emperaura máxima aingida durane o ciclo n velocidade empo Legenda P P v max n T c D p F carga perdas eléricas emperaura emperaura máxima aingida durane o ciclo velocidade empo duração de um ciclo empo de aceleração/ parida empo de funcionameno à carga consane empo de frenagem elérica D p F R s empo de aceleração/ parida empo de funcionameno à carga consane empo de frenagem elérica empo desenergizado e em repouso empo de funcionameno com sobrecarga Figura 4.12 Regime com variações não periódicas de carga e velocidade Regime ipo S9 Faor de duração do ciclo = (D +p1)/tc; (F1 +p2)/tc; (F2 +p3)/tc Figura 4.11 Regime de funcionameno conínuo periódico, com mudanças correspondenes de carga e de velocidade Regime ipo S8 30

32 Regime ipo S10 - Regime com cargas e velocidades consanes disinas P T C Regime consisindo de um número específico de valores disinos de cargas (ou cargas equivalenes) e se aplicável, velocidade, sendo cada combinação carga/velocidade manido por um empo suficiene para permiir que a máquina alcance o equilíbrio érmico, ver figura A carga mínima durane um ciclo de regime pode er o valor zero (funcionameno em vazio ou repouso desenergizado). A abreviação apropriada é S10, seguida pelo valor por unidade (pu) p/δ para a carga e sua duração respeciva e pelo valor por unidade TL para a expecaiva de vida érmica relaiva do sisema de isolação. O valor de referência para a expecaiva de vida érmica é a expecaiva de vida érmica na condição nominal para regime de operação conínuo e no limie permiido de elevação de emperaura baseado no regime ipo S1. Para um período de repouso, a carga deverá ser indicada pela lera r. P ref P V ref P Noa: pi = Pi / Pn = carga em p.u. Exemplo: S10 p/δ = 1,1/0,4 ; 1/0,3 ; 0,9/0,2 ; r/0,1 TL = 0,6 4 O valor de TL deve ser arredondado para um valor múliplo de 0,05. Informações sobre o significado dese parâmero e a deerminação de seu valor é dado no anexo B. Para ese ipo de regime, uma carga consane adequadamene escolhida e baseada no regime ipo S1 deve ser omada como carga de referência ( Pref na figura 4.13) para as cargas disinas. Na conversão para valores em p.u., considerar para p e os valores de base Pref e TC, respecivamene. n NOTA Os valores disinos de carga são usualmene cargas equivalenes baseadas na inegração de valores em um período de empo. Não é necessário que cada ciclo de cargas seja exaamene o mesmo, mas somene que cada carga denro de um ciclo seja aplicada por empo suficiene para que o equilíbrio érmico seja aingido, e que cada ciclo de cargas possa ser inegrado para dar a mesma expecaiva de vida érmica. legenda P P i P ref P v carga carga consane de um período de carga denro de um ciclo de cargas carga de referência baseado no regime ipo S1 perdas eléricas emperaura ref i T c i n emperaura na carga de referência baseado no Regime ipo S1 empo empo de uma carga consane denro de um ciclo duração de um ciclo diferença enre a elevação de emperaura do enrolameno para cada variação de carga denro de um ciclo, e a elevação de emperaura baseada no regime ipo S1 com carga de referência velocidade Figura 4.13 Regime com cargas consanes disinas Regime ipo S10 31

33 Regimes especiais Onde a carga pode variar durane os períodos de funcionameno, exise reversão ou frenagem por conracorrene, ec., a escolha do moor adequado, deve ser feia mediane consula a fábrica e depende de uma descrição complea do ciclo: Poência necessária para acionar a carga ou, se ela variar conforme um gráfico de poência requerida durane um ciclo. Conjugado resisene da carga. Momeno de inércia oal (GD 2 ou J) da máquina acionada, referida a sua roação nominal. Número de paridas, reversões, frenagens em conra correne, ec. Duração dos períodos em carga e em repouso ou vazio 4.6 Caracerização do ipo de regime A perfeia caracerização do regime afim de se selecionar o moor adequado, exige (se for possível) que se enquadre o ciclo em um dos regime-ipo (S1 a S10). Uma vez enquadrado o ipo de regime é aconselhável que se prese algumas informações complemenares de acordo com cada regime ipo conforme a abela 4.2 Regime ipo Dados complemenares Exemplo S1 e S9 Somene o próprio símbolo é suficiene S1 ou S9 S2 Selecionar os empos de funcionameno a carga consane de preferência S2 60 min em 10, 30, 60 ou 90 minuos S3 a S6 O faor de duração do ciclo S3 20% S4, S5 Faor de duração do ciclo, momeno de inércia do moor (J M) e da carga (J EXT), ambos referidos ao eixo do moor. S4 25% J M = 0,15 kgm 2 J EXT = 0,7 kgm 2 S7 Momeno de inércia do moor (J M) e da carga (J EXT), ambos referidos ao eixo do moor. S7 J M = 0,15 kgm 2 J EXT = 0,7 kgm 2 S8 Momeno de inércia do moor (J M) e da carga (J EXT) ambos referidos ao eixo do moor, carga, velocidade e o faor de duração do ciclo para cada condição de velocidade. Os valores de em p.u. para as diferenes cargas e suas durações S10 respecivas, o valor de T.L em p.u, os períodos de repouso (se houver) indicado pela lera " r " Onde TL significa a expecaiva de vida érmica do sisema de isolação Tabela 4.2 Dados complemenares para caracerização do regime ipo S8 J M = 0,5 kgm 2 J EXT = 6 kgm 2 16 kw 850 rpm 30% 40 kw 1750 rpm 40% p/ = 1,1/0,4; 1,0/0,3; 0,9/0,2; r/0,1; TL = 0,6 4.7 Deerminação da poência requerida pela carga O moor elérico deve fornecer à carga a poência necessária, sendo recomendável uma margem de folga para prevenir sobrecargas ocasionais. Para cargas de poência consane deve-se especificar o moor com poência nominal igual ou imediaamene superior à requerida pela carga. No caso de cargas que requeiram poência variável deermina-se a poência necessária do moor pelas seguines fórmulas. a) Poência variável, sem períodos de repouso b) Poência variável, com períodos de repouso Onde Ieq I nominal do moor ou aproximadamene em função da correne 4.8 Faor de serviço (FS) Chama-se faor de serviço (FS) o faor que, aplicado à poência nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicada coninuamene ao moor, sob condições especificadas. Noe que se raa de uma capacidade de sobrecarga conínua, ou seja, uma reserva de poência que dá ao moor uma capacidade de suporar melhor o funcionameno em condições desfavoráveis. O faor de serviço não deve ser confundido com a capacidade de sobrecarga momenânea, durane alguns minuos. O faor de serviço FS=1,0 significa que o moor não foi projeado para funcionar coninuamene acima de sua poência nominal. 32

34 Iso, enreano, não muda a sua capacidade para sobrecargas momenâneas. A norma ABNT NBR 7094 especifica os faores de serviço usuais por poência. Exemplo: Se ivermos um moor de 5cv, 60Hz e 220V com faor de serviço (FS) 1,2, ese pode ser usado com sobrecarga de aé 20% manido os 60Hz e os 220V, iso é, pode ser usado normalmene aé 6.0cv sem prejuízo nenhum para o moor. 4.9 Faor de poência (cos ) Como já foi mencionado no íem o cos é um íem imporane quando se raa do uso de moores eléricos. Devido a naureza induiva dos moores, normalmene é necessário corrigir o faor de poência (aumená-lo). Essa correção é feia com a ligação de uma carga capaciiva, em geral, um capacior ou moor síncrono super exciado em paralelo com a carga. A escolha de capaciores adequados e o cálculo da poência reaiva necessária pode ser feia uilizando-se as equações: P N k C = 2 2 f V Onde: C = Capaciância oal do banco de capaciores ( F) P N = Poência nominal ( kw) = Rendimeno (p.u) f = Frequência (Hz) V = Tensão da rede (V) k = Consane (ver abela 4.3) ou k = ang - ang 1 ângulo de defasagem original 1 ângulo de defasagem corrigido Poência reaiva oal, necessária para correção do faor de poência f V C Q 2 (kvar) f.p. Faor de poência corrigido original 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 0,50 1,112 1,139 1,165 1,192 1,220 1,248 1,276 1,306 1,337 1,369 1,403 1,440 1,481 1,529 1,589 1,732 0,51 1,067 1,094 1,120 1,147 1,175 1,203 1,231 1,261 1,292 1,324 1,358 1,395 1,436 1,484 1,544 1,687 0,52 1,023 1,050 1,076 1,103 1,131 1,159 1,187 1,217 1,248 1,280 1,341 1,351 1,392 1,440 1,500 1,643 0,53 0,980 1,007 1,033 1,060 1,088 1,116 1,144 1,174 1,205 1,237 1,271 1,308 1,394 1,397 1,457 1,600 0,54 0,939 0,966 0,992 1,019 1,047 1,075 1,103 1,133 1,164 1,196 1,230 1,267 1,308 1,356 1,416 1,559 0,55 0,899 0,926 0,952 0,979 1,007 1,035 1,063 1,093 1,124 1,156 1,190 1,227 1,268 1,316 1,376 1,519 0,56 0,860 0,887 0,913 0,940 0,968 0,996 1,024 1,054 1,085 1,117 1,151 1,188 1,229 1,277 1,337 1,480 0,57 0,822 0,849 0,875 0,902 0,930 0,958 0,986 1,016 1,047 1,079 1,113 1,150 1,191 1,239 1,299 1,442 0,58 0,785 0,812 0,838 0,865 0,893 0,921 0,949 0,979 1,010 1,042 1,076 1,113 1,154 1,202 1,262 1,405 0,59 0,749 0,776 0,802 0,829 0,857 0,885 0,913 0,943 0,974 1,006 1,040 1,077 1,118 1,166 1,226 1,369 0,60 0,713 0,740 0,766 0,793 0,821 0,849 0,877 0,907 0,938 0,970 1,004 1,041 1,082 1,130 1,190 1,333 0,61 0,679 0,706 0,732 0,759 0,787 0,815 0,843 0,873 0,904 0,936 0,970 1,007 1,048 1,096 1,156 1,299 0,62 0,646 0,673 0,699 0,726 0,754 0,782 0,810 0,840 0,871 0,903 0,937 0,974 1,015 1,063 1,123 1,266 0,63 0,613 0,640 0,666 0,693 0,721 0,749 0,777 0,807 0,838 0,870 0,904 0,941 0,982 1,030 1,090 1,233 0,64 0,581 0,608 0,634 0,661 0,689 0,717 0,745 0,775 0,806 0,838 0,872 0,909 0,950 0,998 1,058 1,201 0,65 0,549 0,576 0,602 0,629 0,657 0,685 0,713 0,743 0,774 0,806 0,840 0,877 0,918 0,966 1,026 1,169 0,66 0,518 0,545 0,571 0,598 0,626 0,654 0,682 0,712 0,743 0,775 0,809 0,846 0,887 0,935 0,995 1,138 0,67 0,488 0,515 0,541 0,568 0,596 0,624 0,652 0,682 0,713 0,745 0,779 0,816 0,857 0,905 0,965 1,108 0,68 0,458 0,485 0,511 0,538 0,566 0,594 0,622 0,652 0,683 0,715 0,749 0,786 0,827 0,875 0,935 1,078 0,69 0,429 0,456 0,482 0,509 0,537 0,565 0,593 0,623 0,654 0,686 0,720 0,757 0,798 0,846 0,906 1,049 0,70 0,400 0,427 0,453 0,480 0,508 0,536 0,564 0,594 0,625 0,657 0,691 0,728 0,769 0,817 0,877 1,020 0,71 0,372 0,399 0,425 0,452 0,480 0,508 0,536 0,566 0,597 0,629 0,663 0,700 0,741 0,789 0,849 0,992 0,72 0,344 0,371 0,397 0,424 0,542 0,480 0,508 0,538 0,569 0,601 0,635 0,672 0,713 0,761 0,821 0,964 0,73 0,316 0,343 0,369 0,396 0,424 0,452 0,480 0,510 0,541 0,573 0,607 0,644 0,685 0,733 0,793 0,936 0,74 0,289 0,316 0,342 0,369 0,397 0,425 0,453 0,483 0,514 0,546 0,580 0,617 0,658 0,706 0,766 0,909 0,75 0,262 0,289 0,315 0,342 0,370 0,398 0,426 0,456 0,487 0,519 0,553 0,590 0,631 0,679 0,739 0,882 0,76 0,235 0,262 0,288 0,315 0,343 0,371 0,399 0,429 0,460 0,492 0,526 0,563 0,604 0,652 0,712 0,855 0,77 0,209 0,236 0,262 0,289 0,317 0,345 0,373 0,403 0,434 0,466 0,500 0,537 0,578 0,626 0,686 0,829 0,78 0,182 0,209 0,235 0,262 0,290 0,318 0,346 0,376 0,407 0,439 0,473 0,510 0,551 0,599 0,659 0,802 0,79 0,156 0,183 0,209 0,236 0,264 0,292 0,320 0,350 0,381 0,413 0,447 0,484 0,525 0,573 0,633 0,776 0,80 0,130 0,157 0,183 0,210 0,238 0,266 0,294 0,324 0,355 0,387 0,421 0,458 0,499 0,547 0,609 0,750 0,81 0,104 0,131 0,157 0,184 0,212 0,240 0,268 0,298 0,329 0,361 0,395 0,432 0,473 0,521 0,581 0,724 0,82 0,078 0,105 0,131 0,158 0,186 0,214 0,242 0,272 0,303 0,335 0,369 0,406 0,447 0,495 0,555 0,698 0,83 0,052 0,079 0,105 0,132 0,160 0,188 0,216 0,246 0,277 0,309 0,343 0,380 0,421 0,469 0,529 0,672 0,84 0,026 0,053 0,079 0,106 0,134 0,162 0,190 0,220 0,251 0,283 0,317 0,354 0,395 0,443 0,503 0,646 0,85 0,000 0,027 0,053 0,80 0,108 0,136 0,164 0,194 0,225 0,257 0,291 0,328 0,369 0,417 0,477 0,620 0,86 0,000 0,026 0,053 0,081 0,109 0,137 0,167 0,198 0,230 0,264 0,301 0,342 0,390 0,450 0,593 0,87 0,000 0,027 0,055 0,083 0,111 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,316 0,364 0,424 0,567 0,88 0,000 0,028 0,056 0,084 0,114 0,145 0,177 0,211 0,248 0,289 0,337 0,397 0,540 0,89 0,000 0,028 0,056 0,086 0,117 0,149 0,183 0,220 0,261 0,309 0,369 0,512 0,90 0,000 0,028 0,058 0,089 0,121 0,155 0,192 0,233 0,281 0,341 0,484 0,91 0,000 0,030 0,061 0,093 0,127 0,164 0,205 0, ,456 0,92 0,000 0,031 0,063 0,097 0,134 0,175 0,223 0,283 0,426 0,93 0,000 0,032 0,066 0,103 0,144 0,192 0,252 0,395 0,94 0,000 0,034 0,071 0,112 0,160 0,220 0,363 0,95 0,000 0,037 0,079 0,126 0,186 0,329 0,96 0,000 0,041 0,089 0,149 0,292 0,97 0,000 0,048 0,108 0,251 0,98 0,000 0,060 0,203 0,99 0,000 0,141 1,00 0,000 Tabela 4.3 Faores de muliplicação (k) para deerminar a poência capaciiva (kvar) necessária à correção do faor de poência. 33

35 5. Caracerísicas de regime 5.1 Curva conjugado x velocidade É a curva que mosra a dependência enre o conjugado desenvolvido por um moor elérico e a sua roação. Na velocidade síncrona o conjugado é zero. Conforme a carga for aumenando, a roação do moor cai gradaivamene e o conjugado aumena aé aingir um valor máximo. Se ese valor for ulrapassado, a roação cairá bruscamene, podendo aé ravar o roor (figura 5.1). Alguns ponos caracerizados na curva são imporanes, pois seus valores são normalizados pela norma ABNT NBR Conjugado com roor bloqueado (Cp) Menor conjugado medido que o moor desenvolve em sua pona de eixo, com o seu roor bloqueado em qualquer posição angular, sob ensão e freqüência nominais. Conjugado mínimo de parida (Cmín) Menor valor do conjugado assíncrono, em regime permanene, que o moor desenvolve enre a velocidade zero e a velocidade correspondene ao conjugado máximo, sob ensão e freqüência nominais. Conjugado máximo (Cmáx) Maior valor do conjugado assíncrono, em regime permanene, que o moor desenvolve sem queda abrupa de velocidade, sob ensão e freqüência nominais. Figura 5.1 Curva conjugado X velocidade Conjugado nominal (Cn) Conjugado que o moor desenvolve no seu eixo sob poência e velocidade nominais Caegorias Os moores de indução rifásicos são classificados em caegorias de acordo com as suas caracerísicas de conjugado em relação a velocidade e a correne de parida. Esas caegorias esão definidas em norma e são dividas em: Caegoria Conjugado com Correne de parida NEMA MG1 NBR 7094 roor bloqueado Conjugado máximo % Escorregameno A -- Normal Normal Alo Máximo 5% B N Normal Normal Normal Máximo 5% C H Normal Alo Normal Máximo 5% D D Normal Muio alo -- Maior que 5% Tabela 5.1 Caracerísicas das caegorias Para moores da caegoria D Esa caegoria inclui moores com conjugado de roor bloqueado elevado e escorregameno elevado, previsos para parida direa, com quaro ou mais pólos, de 0,37 kw a 110 kw. O conjugado com roor bloqueado (Cp) expresso pela razão para o conjugado nominal (Cn) deve er o valor mínimo, à ensão nominal, de 2,75 Noa: Os moores Kcel, a exemplo da endência do mercado, enquadram-se na caegoria N. Mas, na práica, os moores Kcel ulrapassam em muio os valores mínimos fixados em norma para esa caegoria. Iso significa: Alo conjugado de parida com rápida aceleração. Parida com sisemas de ensão reduzida. Suporam picos de carga e quedas de ensão momenâneas. O conjugado mínimo de parida e o conjugado máximo não são fornecidos porque neses moores o conjugado diminui coninuamene quando a velocidade aumena. O escorregameno na poência nominal deve ser igual ou superior a 5%. São fornecidas rês variações diferenes de moores quano ao valor do escorregameno: uma com 5% a 8%, oura acima de 8% a 13% para uilização em prensas de perfuração, esouras e ouras máquinas de inércia elevada, onde é desejado uilizar a energia armazenada em um volane sob fluuações severas de carga e para diminuir o elevado pico de demanda do sisema, e a erceira incluindo moores com escorregameno acima de 13%, para aplicações geralmene em regimes de empo limiado, devido às perdas elevadas no roor, como, por exemplo, pones rolanes, guinchos, elevadores, ec. Figura 5.2 Curvas Conjugado X Velocidade, das caegorias (D, H e N) 34

36 Os valores dos conjugados máximo, mínimo e de roor bloqueado para as caegorias N e H são especificados pela norma ABNT NBR 7094, esses valores normalizados consam nas abelas 5.2 e 5.3. Faixa de poência kw Número de pólos C p/c n C mín/c n C max/c n C p/c n C mín/c n C max/c n C p/c n C mín/c n C max/c n C p/c n C mín/c n C max/c n 0,37 P n 0,63 1,9 1,3 2,0 2,0 1,4 2,0 1,7 1,2 1,7 1,5 1,1 1,6 0,63 < P n 1,0 1,8 1,2 2,0 1,9 1,3 2,0 1,7 1,2 1,8 1,5 1,1 1,7 1,0 < P n 1,6 1,8 1,2 2,0 1,9 1,3 2,0 1,6 1,1 1,9 1,4 1,0 1,8 1,6 < P n 2,5 1,7 1,1 2,0 1,8 1,2 2,0 1,6 1,1 1,9 1,4 1,0 1,8 2,5 < P n 4,0 1,6 1,1 2,0 1,7 1,2 2,0 1,5 1,1 1,9 1,3 1,0 1,8 4,0 < P n 6,3 1,5 1,0 2,0 1,6 1,1 2,0 1,5 1,1 1,9 1,3 1,0 1,8 6,3 < P n 10 1,5 1,0 2,0 1,6 1,1 2,0 1,5 1,1 1,8 1,3 1,0 1,7 10 < P n 16 1,4 1,0 2,0 1,5 1,1 2,0 1,4 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 16 < P n 25 1,3 0,9 1,9 1,4 1,0 1,9 1,4 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 25 < P n 40 1,2 0,9 1,9 1,3 1,0 1,9 1,3 1,0 1,8 1,2 0,9 1,7 40 < P n 63 1,1 0,8 1,8 1,2 0,9 1,8 1,2 0,9 1,7 1,1 0,8 1,7 63 < P n 100 1,0 0,7 1,8 1,1 0,8 1,8 1,1 0,8 1,7 1,0 0,7 1,6 100 < P n 160 0,9 0,7 1,7 1,0 0,8 1,7 1,0 0,8 1,7 0,9 0,7 1,6 160 < P n 250 0,8 0,6 1,7 0,9 0,7 1,7 0,9 0,7 1,6 0,9 0,7 1,6 250 < P n 400 0,75 0,6 1, ,6 1,6 0,75 0,6 1,6 0,75 0,6 1,6 400 < P n 630 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 0,65 0,5 1,6 630 < P n ,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6 0,5 0,3 1,6 Tabela 5.2 Conjugado com roor bloqueado (Cp), conjugado mínimo de parida (Cmin), Conjugado máximo (Cmáx) para moores da caegoria N conforme norma ABNT NBR Faixa de poência kw Número de pólos C p/c n C mín/c n C max/c n C p/c n C mín/c n C max/c n C p/c n C mín/c n C max/c n 0,37 P n 0,63 3,0 2,1 2,1 2,55 1,8 1,9 2,25 1,65 1,9 0,63 < Pn 1,0 2,85 1,95 2,0 2,55 1,8 1,9 2,25 1,65 1,9 1,0 < Pn 1,6 2,85 1,95 2,0 2,4 1,65 1,9 2,1 1,5 1,9 1,6 < Pn 2,5 2,7 1,8 2,0 2,4 1,65 1,9 2,1 1,5 1,9 2,5 < Pn 4,0 2,55 1,8 2,0 2,25 1,65 1,9 2,0 1,5 1,9 4,0 < Pn 6,3 2,4 1,65 2,0 2,25 1,65 1,9 2,0 1,5 1,9 6,3 < Pn 10 2,4 1,65 2,0 2,25 1,65 1,9 2,0 1,5 1,9 10 < Pn 16 2,25 1,65 2,0 2,1 1,5 1,9 2,0 1,4 1,9 16 < Pn 25 2,1 1,5 1,9 2,1 1,5 1,9 2,0 1,4 1,9 25 < Pn 40 2,0 1,5 1,9 2,0 1,5 1,9 2,0 1,4 1,9 40 < P n 160 2,0 1,4 1,9 2,0 1,4 1,9 2,0 1,4 1,9 NOTAS 1 Os valores de Cp/Cn são iguais a 1,5 vez os valores correspondenes da caegoria N, não sendo, porém, inferiores a 2,0. 2 Os valores Cmín/Cn são iguais a 1,5 vez os valores correspondenes da caegoria N, não sendo, porém, inferiores a 1,4. 3 Os valores de Cmáx/Cn são iguais aos valores correspondenes da caegoria N, não sendo, porém, inferiores a 1,9 ou ao valor correspondene de Cmín/ Cn. Tabela 5.3 Conjugado com roor bloqueado(cp), conjugado mínimo de parida(cmin) e conjugado máximo(cmáx) para moores da caegoria H, conforme norma ABNT NBR Noas: a) os valores de Cp são iguais a 1,5 vezes os valores correspondene da caegoria N, não sendo, porém inferiores a 2,0; b) os valores de Cmín são iguais a 1,5 vezes os valores correspondenes da caegoria N, não sendo, porém, inferiores a 1,4; c) os valores de Cmáx são iguais aos valores correspondenes da caegoria N, não sendo, porém inferiores a 1,9 ou ao valor correspondene de Cmin. 35

37 Ouras caegorias Caegoria NY: semelhane a caegoria N, porém para caegoria N se prevê parida direa e na NY parida esrela riângulo. Para essa caegoria os valores mínimos do conjugado com roor bloqueado e do conjugado mínimo de parida são iguais a 25% dos valores para caegoria N, abela 5.2. Caegoria HY: semelhane a caegoria H, porém para caegoria H se prevê parida direa e na HY parida esrelariângulo. Os valores mínimos do conjugado com roor bloqueado e do conjugado mínimo de parida são iguais a 25% do previso para caegoria H, abela 5.3. J CR J C nc n 2 J n n 1 2 onde: J 1 momeno de inércia do disposiivo D3 J 2 momeno de inércia do disposiivo D4 1 2 J 2 n n Obs: Para a figura 5.4, n 1 = n 2 pois esão no mesmo eixo de roação. 2 Mediane consula, a Kcel pode fornecer moores nas ouras caegorias. 5.2 Parida com carga de ala inércia O momeno de inércia é um parâmero que define a dificuldade de um corpo de realizar um movimeno de roação em orno de um deerminado eixo. É necessário se avaliar a dificuldade imposa ao moor devido a cargas de ala inércia, para se deerminar se o empo necessário para se acelerar a carga não causará sobreaquecimeno ou ouros danos ao moor. O momeno de inércia do sisema (moor, carga) é a soma dos momenos de inércia do moor e da carga. J J J (kg.m 2 ) T M C Para cargas cuja roação é diferene do moor, ligados por polias ou engrenagens por exemplo, o momeno de inércia da carga referido ao eixo do moor será dado por: 2 nc J C R J C (kg.m 2 ) n Onde: J CR = momeno de inércia da carga referido ao eixo do moor J M = momeno de inércia do moor + inércia do disposiivo D1 J C = momeno de inércia da carga + inércia do disposiivo D2 n = velocidade nominal do moor nc = velocidade da carga Figura 5.4 Momeno de inércia para mais de uma redução 5.3 Tempo de aceleração É o empo necessário para o moor aingir a roação nominal a parir do seu acionameno. Seu valor é imporane para deerminar se o moor é capaz de acionar a carga sem sobreaquecer. Deerminados equipamenos de proeção dependem desse valor para o seu correo dimensionameno. O empo de aceleração pode er seu resulado aproximado pela seguine equação: 2 n a 60 J C M MÉD J C C RMÉD Onde: a = empo de aceleração em s. J M = momeno de inércia do moor em kgm 2. n = roação nominal em rpm. C MÉD = conjugado médio de aceleração do moor em N.m. C RMÉD = conjugado médio de aceleração da carga em N.m. Ou de maneira práica pode ser deerminado por: Figura 5.3 Momeno de inércia em roações diferenes Nos casos em que exisir enre o moor e a carga mais do que uma redução de velocidade, deverá ser considerado os momenos de inércia de cada disposiivo de redução, sendo o momeno de inércia referido ao eixo do moor dado por: J 2 n Ond M C a 60 C P C MAX K 9,81 9,81 C N C RMED C N C N e: K = 0,45 para caegoria N ou H K = 0,60 para caegoria D C N = conjugado nominal do moor em kgf.m C RMÉD = conjugado médio de aceleração da carga em kgf.m J 36

38 - C RMÉD ) é A diferença enre os conjugados (C MÉD chamado de conjugado médio de aceleração. Seu valor deveria ser calculado para cada inervalo de roação. Na práica, porém, o conjugado médio pode ser obido graficamene, como mosra a figura 5.5. Para se deerminar graficamene o valor médio do conjugado moor basa que a soma das áreas A 1 e A 2 seja igual a área A 3 e para o conjugado de carga que a área B 1 seja igual a B 2. T = 3600 N o parida / hora T N período de funcionameno T R período de repouso Figura 5.5 Deerminação gráfica do conjugado médio de aceleração 5.4 Número mínimo de paridas sucessivas Durane o empo de parida a correne dos moores de indução ainge valores elevados causando elevação na emperaura do moor. A carga é acelerada aé aingir a roação nominal do moor, ocorrendo enão uma esabilização da correne em um valor muio menor do que na parida. Mas se anes de ocorrer essa esabilização, houver sucessivas paridas no moor a elevação de emperaura resulane pode danificar ou reduzir a vida úil do moor. A norma NBR 7094 esabelece um regime de parida mínima que os moores devem suporar: Duas paridas consecuivas a frio, sendo a segunda somene após o moor er aingido o repouso. Uma parida a quene após er funcionado nas condições nominais. Nos dois casos, uma parida adicional é permiida somene se a emperaura do moor anes da parida não exceder a emperaura de equilíbrio érmico sob carga nominal. Se I EQ I N o moor supora o numero de paridas imposas. Observação: O regime de parida é previso para inércias de acordo com a abela Valores das inércias acionadas A norma ABNT NBR 7094 fixa os valores de inércia que devem ser acionados em função da poência nominal do moor. Na abela 5.4 consam os valores do momeno de inércia exerno (J) dado em ermos de mr 2, onde m é a massa e r é o raio médio de roação. Aravés da formula seguine é possível deerminar se o moor supora a quanidade de paridas imposa. I EQ I N / T 2 I I A N P N N T R / 3 I N correne nominal do moor 37

39 Número de pólos Poência kw Momeno de inércia kg.m 2 0,37 0,012 0,069 0,191 0,392 0,55 0,018 0,099 0,273 0,561 0,75 0,023 0,131 0,361 0,741 1,10 0,033 0,185 0,510 1,046 1,50 0,043 0,244 0,674 1,383 2,20 0,061 0,345 0,951 1,952 3,00 0,081 0,456 1,257 2,580 3,70 0,097 0,551 1,518 3,116 5,50 0,139 0,787 2,169 4,452 7,50 0,184 1,041 2,867 5,886 11,0 0,260 1,469 4,047 8,309 15,0 0,343 1,942 5,351 10,984 18,5 0,415 2,345 6,462 13,266 22,0 0,485 2,741 7,553 15,504 30,0 0,641 3,623 9,985 20,497 37,0 0,774 4,376 12,059 24,754 45,0 0,923 5,219 14,382 29,523 55,0 1,105 6,252 17,229 35,367 75,0 1,461 8,265 22,776 46,755 90,0 1,722 9,739 26,838 55,092 NOTAS 110 2,062 11,667 32,150 65, ,430 13,747 37,883 77, ,726 15,423 42,502 87, ,890 16,346 45,044 92, ,293 18,627 51, , ,532 19,981 55, , ,849 21,771 59, , ,318 24,425 67, , ,473 25,303 69, , ,781 27,048 74, , ,088 28,781 79, , ,316 30,073 82, , ,543 31,359 86, , ,920 33,489 92, ,442 1 Os valores de inércia são dados em ermos de mr 2, em que m é a massa e r é o raio médio de giração 2 O momeno de inércia é definido na ISO 31/3 1992, número Para valores de poência inermediários e maiores, o momeno de inércia exerno deve ser calculado pela seguine equação, com a qual os valores da abela 3 foram obidos: J = 0,027 P n 0,81 p 2,5 Onde: J é o momeno de inércia exerno em kg.m2 P n é a poência de saída nominal, em kw; p é o número de pares de pólos. 5.6 Correne com roor bloqueado em função da poência aparene A norma ABNT NBR 7094 fixa os valores máximos da poência aparene com roor bloqueado, esse valor consa como dado de placa, expresso pela relação enre a correne com o roor bloqueado e a correne nominal do moor (I P/I N). A correne com roor bloqueado se relaciona com a poência aparene com roor bloqueado aravés da seguine relação: kva cv kva cv kva cv I P e I / 0, 736 N cos 3 I P I P (CV) P (CV) P V L 1000 V F 1000 Onde: I P = Correne com roor bloqueado I N = Correne nominal V F =Tensão de fase V L = Tensão de linha para moores rifásicos para moores monofásicos Na abela 5.5 consam os valores máximos da poência aparene com roor bloqueado fixados pela norma ABNT NBR Faixa de poência kw Sp/Pn kva/ kw P n 0,4 22 0,4 < P n 0, ,63 < P n 1,0 17 1,0 < P n 1,8 15 1,8 < P n 4,0 14 4,0 P n 6,3 13 6,3 < P n < P n < P n < P n NOTA: Para ober a relação I p/i n deve-se muliplicar o valor de kva/kw pelo produo do rendimeno e faor de poência à plena carga. I p é a correne com roor bloqueado; I n é a correne nominal. Tabela 5.5 Poência aparene com roor bloqueado Onde: Sp= Poência aparene de enrada Sn= Poência nominal de saída Tabela 5.4 Valores das inércias acionadas 38

40 5.6.1 Codificação NEMA e EB-120 para correne com roor bloqueado De acordo com a norma NEMA (Americana), na placa do moor deve consar a indicação da correne com roor bloqueado aravés de leras que indicam a faixa de valores em que se enconram. A norma ABNT NBR 7094 especifica que o valor seja indicado direamene na placa do moor, iso é, não necessia de nenhuma codificação. A abela 5.6 mosra as leras correspondenes da codificação para norma NEMA e suas respecivas faixas de valores. Código kva/cv Código kva/cv A 0-3,14 L 9,0-9,99 B 3,15-3,54 M 10,0-11,09 C 3,55-3,99 N 11,2-12,49 D 4,0-4,49 P 12,5-13,99 E 4,5-4,99 R 14,0-15,99 F 5,0-5,59 S 16,0-17,99 G 5,6-6,29 T 18,0-19,09 H 6,3-7,09 U 20,0-22,09 J 7,1-7,99 V 22,4 ou mais K 8,0-8,99 Tabela 5.6 Codificação NEMA e EB-120 para I P/I N 39

41 6. Caracerísicas ambienais Todos os moores eléricos êm em comum vários elemenos consruivos. Alguns desses elemenos possuem suas dimensões e formas consruivas padronizadas de acordo com a norma ABNT NBR 5432, com a finalidade de possibiliar o inercâmbio enre os vários fabricanes de moores. 6.1 Elemenos comuns dos moores eléricos Enre os elemenos comuns a odos os ipos de moores, esão as pares esruurais como: carcaça, ampas laerais, pora-mancais, mancais, eixo, chaveas, guias de ar, veniladores exernos e inernos, rocadores de calor, caixa de ligação. 6.2 Dimensões normalizadas A abela 6.1 idenifica odas dimensões padronizadas, assim como, compara os valores normalizados aravés da ABNT/IEC com os valores normalizados pela NEMA ABNT/IEC NEMA H D A 2E B 2F C BA K H D U E NW j j j S 143 T 90 88, , , , ,7 24j6 22, ,15 90 L j T 88,9 139, ,15 8,7 22,2 57, L j S 182 T , , , ,7 28j6 28, ,9 112 M 184 T , , , ,7 28j6 28, ,9 132 S 213 T , , ,7 38k4 34, ,7 132 M 215 T , , , 10,7 38k6 34, ,7 160 M 254 T , , ,,5 42k6 41, ,6 160 L 256 T , ,5 42k6 41, ,6 180 M 284 T , , , ,5 48k6 47, ,5 180 L 286 T , , , ,5 48k6 47, ,5 324 T 203, , , ,4 200 L 326 T , , , ,7 55m ,4 225 S 364 T , , , ,7 60m6 60, ,2 225 M 365 T , , , ,7 60m6 60, ,2 250 S 404 T , , ,6 65m ,2 250 M 405 T , , ,6 65m ,2 280 S 444 T , , , ,6 75m6 85, ,9 280 M 445 T , , , ,6 75m6 85, ,9 315 S 504 Z , , , ,8 80m6 92, ,9 315 M 505 Z , , , ,8 80m6 92,1 Tabela 6.1 Correspondência ABNT/IEC e NEMA ,9 Noa: 1. As dimensões não normalizadas podem variar enre os fabricanes. 2. Sob consula à fábrica, a Kcel poderá fornecer moores conforme a norma NEMA. 3. As carcaças ABNT/IEC 63, 71, 80 e 100L não em correspondene NEMA e a carcaça NEMA 324 T não em correspondene ABNT/IEC. Figura 6.1 Represenação no moor das dimensões padronizadas Formas consruivas normalizadas A abela 6.2 idenifica as diversas formas consruivas com sua simbologia, localização da pona do eixo ( com relação a carcaça e a caixa de ligação) e o ipo de fixação. 40

42 Forma consruiva B3 B6 B7 B8 B5 B35 B14E B34 B14D V5 V6 V1 V3 V15 V36 V18 V19 Designação Carcaça com pés com pés com pés com pés sem pés com pés sem pés com pés sem pés com pés com pés sem pés sem pés com pés com pés sem pés sem pés Pona de eixo (E) á esquerda (D) á direia para frene para frene para frene (E) á esquerda (D) á direia (E) á esquerda (D) á direia á esquerda (E) á esquerda (D) á direia á direia para baixo para cima para baixo para cima para baixo para cima para baixo para cima Fixação bases ou rilhos parede parede eo flange F base ou flange F flange C base ou flange C flange C parede parede flange F flange F parede ou flange F parede ou flange F flange C flange C Tabela 6.2 Formas consruivas normalizadas ABNT NBR Correspondência enre poência nominal, velocidade síncrona e carcaça Para os moores de indução de aplicação geral, rifásicos, roor de gaiola, grau de proeção IP44, IP54 ou IP55(IP56), classe érmica B ou F, caegoria N, freqüência nominal 60Hz, ensão nominal inferior ou igual a 600 V e alura de eixo 63 mm a 355 mm, as carcaças são padronizadas para cada combinação de poência nominal em regime conínuo e velocidade síncrona, conforme consa na abela 6.3 Poência nominal kw cv Velocidade síncrona rpm Carcaça 0,18 1/ ,25 1/ ,37 1/ S 0,55 3/ L 0, S 90L 1,1 1, S 100L 1, S 100L 112M 2,2 3 90S 90L 100L 132S 3,0 4 90L 100L 112M 132M 3, L 100L 132S 132M 4,5 6,0 112M 112M 132S 160M 5,5 7,5 112M 112M 132M 160M 7, S 132S 132M 160L 9,2 12,5 132M 132M 160M 180M/L M 132M 160M 180L M 160M 160L 180L 18, M 160L 180L 200L L 180M 200L 225S M 200M 200L 225M L 200L 225M 250S S 225S 250S 250M M 225M 250M 280S M 250M 280S 280M S 280S 280M 315M M 280M 315M 315M S 315S 315M S 315S 315M M 315M Tabela 6.3 Relação enre Carcaça x (Poência e velocidade) 41

43 6.3 Caixa de ligação As caixas de ligação, ou caixas de erminais, são empregadas para ligação dos moores aos circuios de alimenação. As caixas de ligação dos moores Kcel permiem fácil acesso com amplo espaço para as ligações, são de ferro fundido (da carcaça 63 a 315 S/M) deslocáveis de 90º em 90º com furos roscados RWG. Opcionalmene pode-se er a placa de bornes, uilizada para faciliar a ligação, figura 6.2 Carcaça Sandard Opcional Opcional 63 1/2" RWG PG 13,5-71 1/2" RWG PG 13,5-80 1/2" RWG PG 16-90S 3/4" RWG PG 16 3/4" NPT 90L 3/4" RWG PG 16 3/4" NPT 100L 3/4" RWG PG 16 3/4" NPT 112M 1" RWG PG 21 3/4" NPT 132S 1" RWG PG 21 1" NPT 132M 1" RWG PG 21 1" NPT 160M 1 1/2" RWG 2x PG /4" NPT 160L 1 1/2" RWG 2x PG /4" NPT 180M 1 1/2" RWG 2x PG /2" NPT 180L 1 1/2" RWG 2x PG /2" NPT 200M/L 2x 2" RWG 2x PG 29 2" NPT 225S/M 2x 2" RWG 2x PG 42 3" NPT 250S/M 2x 2" RWG 2x PG 42 3" NPT 280S/M 2x 2" RWG 2x PG 42 2x 3" NPT 315S/M 2x 3" RWG 2x PG48 2x 3" NPT Tabela 6.4 Relação enre a carcaça e o ipo de rosca de ligação Figura 6.2 Placa de bornes 6.4 Balanceameno Conforme a norma ABNT NBR-8008, balanceameno é o processo que procura melhorar a disribuição de massa de um corpo, de modo que ese gire em seus mancais sem forças de desbalanceameno. Tipos de balanceameno As principais aplicações por ipo de balanceameno são apresenadas na abela abaixo: Balanceameno Tipo de máquina Máquinas sem requisios especiais, ais como: Máquinas gráficas, laminadores, Normal (N) briadores, bombas cenrífugas, máquinas êxeis, ransporadores, ec. Máquinas de precisão para rabalho sem vibração. Tais como: Máquinas a serem insaladas sobre fundameno isolado a Reduzido (R) prova de vibração, mandriladoras e fresadoras de precisão, ornos, furadeiras de coordenadas, ec. Máquinas para rabalho de ala precisão, Especial (S) ais como: reíficas, balanceadoras, mandriladora de coordenadas, ec. Tabela 6.5 Tipos de balanceameno A abela 6.6 especifica a classe de qualidade aplicável a alguns ipos de roores. Classe de Exemplo de aplicação em roores qualidade G. 6,3 roores normais de moores eléricos roores de moores eléricos médios e G. 2,5 grandes com requisios especiais G. 1 roores de moores pequenos com (balanceameno de requisios especiais precisão) Tabela 6.6 Principais aplicações de classe de balanceameno para roores 6.5 Vibração A vibração de uma máquina elérica esá inimamene relacionada com sua monagem e por isso é geralmene desejável efeuar as medições de vibração nas condições reais de insalação e funcionameno. Conudo, para permiir a avaliação do balanceameno e da vibração de máquinas eléricas giranes, é necessário efeuar ais medições, com a máquina desacoplada, sob condições de ensaio deerminadas conforme iens a de forma a permiir a reproduividade dos ensaios e obenção de medidas comparáveis Suspensão livre Esa condição é obida pela suspensão da máquina por uma mola ou pela monagem desa máquina sobre um supore elásico (molas, borrachas, ec.). A deformação da base elásica em função da roação da máquina deve ser no mínimo igual aos valores da abela 6.7, e no máximo igual a 50% da alura oal da base. A massa efeiva do supore elásico não deve ser superior a 1/10 daquela da máquina, afim de reduzir a influência da massa e dos momenos de inércia das pares do supore elásico sobre o nível de vibração medido. Roação nominal (rpm) Deformação elásica (mm) , , Tabela 6.7 Deformação da base elásica 42

44 6.5.2 Chavea Para o balanceameno e medição da severidade de vibração de máquinas com o rasgo de chavea na pona de eixo, ese rasgo deve ser preenchido com meia chavea, recorada de maneira a preenchê-lo aé a linha divisória enre o eixo e o elemeno a ser acoplado. Noa: Uma chavea reangular de comprimeno idênico ao da chavea uilizada na máquina em funcionameno normal e meia alura normal (que deve ser cenrada no rasgo de chavea a ser uilizado) são aceiáveis como práicas alernaivas Ponos de medição As medições da severidade de vibração devem ser efeuadas sobre os mancais, na proximidade do eixo, em rês direções perpendiculares, com a máquina funcionando na posição que ocupa sob condições normais (com eixo horizonal ou verical). A localização dos ponos de medição e as direções a que se referem os níveis da severidade de vibração esão indicadas na figura 6.3. Apesar do processo de balanceameno, sempre ocorre um desbalanceameno residual que gera vibrações nos moores. A abela 6.6. indica o limie máximo de vibração para moores eléricos (suspensão livre, supore elásico) em função da alura do eixo e da sua velocidade nominal, denro dos 3 graus de qualidade denominados por N (normal), R (reduzido) e S (especial), conforme NBR e IEC Grau de qualidade Velocidade nominal (rpm) Máximo valor de velocidade efeiva de vibração ( mm / s ) 56 H 160 H 250 H ,8 1,8 2,8 1,8 2,8 4,5 0,71 1,12 1,8 1,12 1,8 2,8 0,45 0,71 1,12 0,71 1,12 1,8 N 600 a a 3600 R 600 a a 3600 S 600 a a 3600 Tabela 6.8 Limie recomendados de severidade de vibração H disância da base do moor aé a pona do eixo Figura 6.3 Ponos de medição de vibração 6.6 Níveis de ruído As normas NEMA, IEC e NBR especificam limies máximos de níveis de poência sonora em decibéis na escala de ponderação A, db (A) para ruídos de máquinas giranes ransmiidos aravés do ar: As abelas 6.9A e 6.9B especificam a poência sonora máxima de acordo com as normas NEMA e IEC (ABNT NBR 7565). CARCAÇA Tipo de proeção e roação IP 55 (IP56) IP 21 NEMA IEC T - 145T T - 184T T - 215T T - 256T T - 286T T - 326T T - 365T T - 405T T - 445T Tabela 6.9A Poência sonora máxima de acordo com a norma NEMA MG

45 Graus de proeção IP 21 IP 54 IP 21 IP 54 IP 21 IP 54 IP 21 IP 54 IP 21 IP 54 IP 21 IP 54 Velocidade nominal - rpm N N N N N N 3750 Faixas de poências nominais. P Moores Nível de poência sonora db (A) kw cv P < P < ,1 1,5 1,1 < P < 1,5 < P < ,2 3,0 2,2 < P < 3,0 < P < ,5 7,5 5,5 < P < 11 7,5 < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < < P < 1500 < P < < P < 3400 < P < Tabela 6.9B Poência sonora máxima de acordo com a norma IEC 34-9 e NBR Placa de idenificação A placa de idenificação deve esar fixada ao moor em local de fácil visualização e de acordo com a norma NBR 7094, e deve coner: nome e/ou marca do fabricane; modelo (MOD) aribuído pelo fabricane; número de série (nº) e/ou código de daa de fabricação; denominação principal do equipameno: moor de indução e ipo do moor (de gaiola ou de anéis); número de fases; número desa Norma (ABNT NBR 7094), quando o moor nela se enquadrar; designação da carcaça da máquina, quando esa se enquadrar na ABNT NBR 5432; grau de proeção proporcionado pelo invólucro conforme a ABNT NBR 9884 (IP-XX); classificação érmica (ISOL). Quando as classificações érmicas do esaor e do roor forem diferenes, ambas devem ser marcadas com a do esaor em primeiro lugar; classe de caracerísicas nominais ou regime-ipo do moor (REG), quando esa(s) for(em) diferene(s) do regime conínuo (regime-ipo S1); poência(s) nominal(is); ensão(ões) nominal(is). Duas ensões nominais X e Y devem ser marcadas X/Y; freqüência nominal; correne(s) nominal(is), com marcação similar à das ensões; velocidade(s) de roação nominal(is); diagrama de ligações, para moores cuja ligação possa ser feia de vários modos. Ese diagrama deve esar marcado na placa de idenificação ou marcado próximo à caixa de ligações ou no inerior desa; sobrevelocidade admissível, quando diferene de 1,2 vez a velocidade nominal; faor de poência nominal; ensão enre anéis coleores em circuio abero e correne roórica sob condições nominais, para moores de anéis (SEC); rendimeno nominal para moores caegorias N e H; caegoria, quando aplicável, conforme seção 8 (CAT); razão da correne com roor bloqueado para a correne nominal, devendo ser indicada a maior razão no caso de moores de várias velocidades (Ip/In); emperaura ambiene máxima admissível, quando diferene de 40 C (AMB). Temperaura máxima admissível da água, quando diferene de 25 C (água); emperaura ambiene mínima admissível, quando diferene da especificada na norma ABNT NBR 7094; aliude para a qual o moor foi projeado, quando superior a m (ALT); faor de serviço, quando diferene de 1,0; massa oal aproximada do moor, quando superior a 30 kg; números dos rolamenos; senido de roação para moores previsos para funcionameno em um único senido de roação; Figura 6.3 Placa de idenificação 6.8 Pinura Moores Sandard Fundo: pinura por imersão com ina fundo alquídica. Acabameno: pinura por pisola com esmale sinéico alquídico. Em casos especiais, sob consula à fábrica, o cliene pode soliciar pinura exclusiva. 44

46 6.9 Terminais de aerrameno Os moores de indução devem ser fornecidos com um erminal de aerrameno ou ouro disposiivo para permiir a conexão de um conduor de proeção ou um conduor de aerrameno. Os moores Kcel fechados possuem denro de sua caixa de ligação um erminal de aerrameno composo por um parafuso cilíndrico com arruela, para os moores aberos, o aerrameno é feio aravés de um erminal. Deve-se realizar o aerrameno afim de se prevenir (eviar) os riscos de choque-elérico Transmissão da poência Exisem diversas formas de se ransmiir a poência gerada no eixo do moor para a carga. A forma uilizada deerminará o rendimeno mecânico e a vida úil dos mancais. Deve-se prever no projeo a uilização de ransmissões que não causem grandes esforços sobre os mancais, observar que os mancais não sejam submeidos a cargas desnecessárias. Os ipos de ransmissões relacionando suas caracerísicas e cuidados são: Transmissão por acoplameno direo Dividem-se em rígidos e elásicos e suas principais caracerísicas são: baixo cuso, segurança, ausência de deslizameno e a não ocorrência de cargas radiais sobre os rolamenos, para iso o eixo do moor deve esar perfeiamene alinhado com o eixo da máquina acionada. a) Acoplameno rígido Exige precisão no alinhameno enre o eixo do moor e o eixo do equipameno. Caso conrário, provoca vibração excessiva, grandes esforços sobre os rolamenos e, em casos mais críicos, a rupura do eixo. Para verificar desalinhameno axiais e radiais deve-se fazer o linhameno uilizando relógios comparadores colocados um em cada semiluva, conforme figura 6.4 A melhor forma de se conseguir um alinhameno correo é usar relógios comparadores, colocados um em cada semiluva, um aponando radialmene e ouro axialmene. Assim é possível verificar simulaneamene o desvio de paralelismo (figura 6.4a) e o desvio de concenricidade (figura 6.4b), ao dar-se uma vola complea nos eixos. Os mosradores não devem ulrapassar a leiura de 0,03mm. Imporane: Alinhar cuidadosamene as ponas de eixos, usando acoplameno flexível, sempre que possível, deixando folga mínima de 3mm enre os acoplamenos Figura 6.4 Verificação de desalinhamenos axiais e radiais b) Acoplameno elásico É a melhor opção porque compensa pequenos movimenos longiudinais, radiais e diferenças angulares dos eixos, além de absorver choques de parida e reversão Transmissão por polia/correia Exisem basicamene rês ipos; correia plana, rapezoidal ou em V e denada. Esas são usadas quando se deseja ransmissão de poência com relação de velocidade a baixo cuso. a) Correia plana Deve ser eviada por causar maior força radial sobre os rolamenos. Necessia esar perfeiamene encionada para não ocorrerem deslizamenos e requer o uso de ensores. b) Correia rapezoidal ou em V É a mais recomendada devido a pequena ensão para ransmiir o movimeno. Não desliza devido ao efeio de cunha sobre a polia. c) Correia denada Uilizadas quando se deseja sincronismo enre a polia moora e a polia conduzida, não exigem pré-ensão devido ao engrenameno enre polia e correia. A ensão correa para as correias, pode ser verificada pressionando e medindo conforme indica a figura 6.5. A deflexão deverá ser de 1,6mm aproximadamene para cada 100mm de disância enre os cenros dos eixos. x Deflexão máxima (mm) L Disância enre cenros dos eixos (mm) Figura 6.5 Verificação da ensão na correia Imporane: Monagem de polias: para a monagem de polias em ponas de eixo com rasgo de chavea e furo roscado na pona, a polia deve ser encaixada aé na meade do rasgo da chavea apenas com esforço manual do monador. Para eixos sem furo roscado, recomenda-se aquecer a polia cerca de 80 C Deve ser eviado o uso de marelos na monagem de polias e rolamenos para eviar marcas nas pisas dos rolamenos. Esas marcas, inicialmene são pequenas, crescem durane o funcionameno e podem evoluir aé danificar oalmene. Deve-se eviar esforços radiais desnecessários nos mancais, siuando os eixos paralelos enre si e as polias perfeiamene alinhadas. Correias que rabalham laeralmene enviesadas, ransmiem baidas de senido alernane ao roor, e poderão danificar os encosos do mancal. O escorregameno da correia poderá ser eviado com aplicação de um maerial resinoso, como o breu. A ensão na correia deverá ser apenas suficiene para eviar o escorregameno no funcionameno. Deve ser eviado o uso de polias demasiadamene pequenas porque esas provocam flexões no eixo do moor, devido ao fao de que a ração na correia aumena a medida que diminui o diâmero da polia. 45

47 É indicado na abela 6.8 os valores de diâmeros mínimos recomendados para correias rapezoidais ou em V. Carcaça Rolameno Disância d em (mm) da carga radial F Diâmero mínimo primiivo da polia ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Z Z Figura 6.8 Represenação das dimensões d e do diamero mínimo que consam na abela Velocidade máxima para correias V 35 m/s Velocidade periférica maiores que 35 m/s usar polias de aço d em (mm) Carcaça Rolamen Pólos Diâmero mínimo primiivo o , 6 e Z Z 4, 6 e , 6 e Tabela 6.10 Diâmero mínimo primiivo Obs.: Para moores de 50 Hz muliplica-se o diâmero obido na abela 6.8 por 0, Esforços sobre mancais São divididos em dois ipos; segundo o senido de aplicação da força: Carga axial Quando a força aua no senido do eixo Carga radial Quando a força aua perpendicularmene. Deve-se eviar cargas excessivas, porque reduzem a vida úil dos rolamenos. A vida úil de um rolameno é aproximadamene horas em 60Hz e horas em 50Hz, respeiando as cargas axiais e radiais máximas admissíveis, conforme mosram as abelas 6.9 e 6.10 FORMA CONSTRUTIVA CARCAÇA Tabela 6.11 Carga axial máxima admissível em (kgf) moores oalmene fechados IP55(IP56) nº de pólos Rolamenos uilizados CARCAÇA Lado Acionado Lado não Acionado ZZ 6201 ZZ ZZ 6202 ZZ ZZ 6203 ZZ ZZ 6204 ZZ ZZ 6205 ZZ ZZ 6206 ZZ ZZ 6207 ZZ ZZ 6308 ZZ Z 6308 Z Z 6310 Z Z 6213 Z Tabela 6.12 Carga radial máxima admissível em (kgf), moores oalmene fechados IP55(IP56) Obs: Os valores da abela 6.10 mosra a carga radial máxima permiida concenrada na exremidade da pona de eixo. 46

48 6.12 Tipos de fixação A base de fixação deve ser perfeiamene plana para não danificar a esruura dos pés. A base deve ser isena de vibrações para não danificar os mancais e afrouxar os elemenos de fixação. O moor poderá ser fixado aravés dos seguines diposiivos: a) Bases deslizanes (rilhos) Uilizadas quando a ransmissão é feia por correia, pois permiem um ajuse perfeio da ensão da correia. A figura 6.7 mosra um moor em base deslizane. b) Chumbadores Usados quando o acionameno da carga é feio aravés de acoplameno elásico. O conrole de alura do eixo do moor em relação ao eixo do equipameno deve ser feio de calços colocados ene a fundação e os pés do moor. Após correo alinhameno e nivelameno do moor, os chumbadores são concreados. c) Base rígida Usada quando o moor é fixado em bases meálicas ou direamene no equipameno. Devem ser observados o perfeio alinhameno e nivelameno, anes da concreagem da mesma. d) Flanges Para correa fixação uilizando as flanges do moor deve-se prever um correo posicionameno dos furos de fixação, odos os furos da flange devem ser uilizados, para não haver concenração de esforços. As dimensões da flange são normalizadas, e de acordo com a norma NBR 5432, podemos dividi-la em dois grupos: Figura 6.7 Moor monado sobre rilhos 1) Flange ipo C - Dimensões do flange ipo C (NEMA MG-1e DIN-42677) consam nas abelas 6.11 e 6.12 Tabela 6.13 Dimensões para flange ipo C conforme DIN

49 Tabela 6.12 Dimensões para flange ipo C conforme norma NEMA MG-1 2) Flange ipo F - Dimensões do flange ipo F conforme norma (NBR 5432) consam na abela 6.13 Tabela 6.13 Dimensões para flange ipo F (NBR 5432) 48

50 7. Recepção e manuenção 7.1 Embalagens Os moores Kcel são embalados de maneira a faciliar o manuseio e ranspore, assim como proegê-los conra danos que possam ser causados durane esas operações. Dependendo do modelo, os moores são embalados em caixas de papelão e idenificados exernamene ou fixados pelos pés ou flanges em engradados de madeira com livre acesso aos disposiivos de suspensão, assim como a visualização dos dados consanes na placa de idenificação (figura 7.1 e figura 7.2). Observar se as ligações esão de acordo com o esquema de ligação impresso na placa de idenificação Verificar se a ensão e freqüência esão de acordo com o indicado na placa de idenificação. Verificar se o moor esá devidamene aerrado Com a carga desconecada, dar parida no moor e verificar o senido de roação. Se for preciso inverer o senido de roação, rocando de posição (na ligação) duas fases quaisquer para moores rifásicos, e para moores monofásicos verificar o esquema de ligação na placa de idenificação Com o senido de roação cero, acoplar o moor à carga Caso haja alguma irregularidade, enrar em conao imediaamene com o represenane mais próximo ou fábrica. 7.3 Transpore e manuseio Para o recebimeno e ranspore dos moores para depósio, devem ser omados alguns cuidados especiais, os principais são: Transporar pequenas unidades preferencialmene em carrinhos com rodas de câmara de ar e em piso uniforme; Figura 7.1 Embalagens em caixa de papelão Acondicionar grandes unidades em esrados de madeira, ransporando-os com empilhadeira ou pone rolane, suspendendo-os pelos olhais; Ao deslocar os moores, fazê-lo suavemene, pois exise o risco de danos nos rolamenos ou quebra de caixa de bornes, pés, ampa defleora, ec. A figura 7.3 ilusra uma das maneiras correas de ranspore. Figura 7.2 Embalagens em engradado 7.2 Recebimeno Quando do recebimeno do moor Kcel deve-se verificar se o produo corresponde ao especificado, e observar a exisência de evenuais danos devidos ao ranspore, ais como: mancais danificados; peneração de água; peças rincadas ou quebradas; fala de peças e/ou acessórios; pinura danificada; flange ou eixo danificados. Anes de colocar o moor em funcionameno checar os seguines iens: Figura 7.3 Acondicionameno correo de moores 7.4 Armazenameno O armazenameno de moores deve ser feio em lugar fresco, iseno de gases, fungos, corrosivos, carvão, óleo, parículas abrasivas e excesso de poeira. Não deve-se permiir a presença de roedores ou inseos que possam danificar peças ou componenes dos moores. Eviar a proximidade de máquinas que provoquem excessivas vibrações, pois iso pode afear os rolamenos dos moores. 49

51 O armazenameno deve ser feio na posição de rabalho dos moores. Os moores que forem armazenados por um período prolongado poderão sofrer desgase premauro e corrosão. Pode-se eviar a corrosão dos rolamenos girando o eixo com a mão em inervalos periódicos. O empo prolongado de armazenameno ambém provoca uma diminuição da resisência de isolameno, deve-se maner o conrole com eses periódicos. 7.5 Manuenção Manuenção preveniva Maner um moor elérico é preservar que as condições de uso sejam aproximadamene as mesmas que foram fixadas na sua seleção, projeo e insalação ou verificar que na uilização do moor as suas caracerísicas nominais sejam manidas. Cuidados periódicos que prolongarão a vida úil do moor e que eviarão problemas fuuros devem ser feios de acordo com o amanho, ipo, poência e ambiene onde esá insalado o moor. Fazer uma inspeção periódica visando principalmene a resisência do isolameno, desgases mecânicos, elevação de emperaura, limpeza, lubrificação dos mancais. A inspeção periódica deve ser feia por pessoas qualificadas, o moor deve esar desligado da rede de alimenação, o ambiene de rabalho limpo e odo o maerial uilizado deve ser o recomendado pelo fabricane Limpeza Os moores eléricos devem ser manidos limpos, isenos de poeiras, derios e óleos. Em ambienes muio sujos ou com parículas em suspensão é recomendado insalar moores com grau de proeção adequado. Para limpar os moores é recomendado uilizar escovas, jaeameno de ar comprimido ou panos limpos de algodão, procurando sempre desobsruir as enradas e passagens de ar para melhor refrigeração do moor. O acúmulo de sujeira é uma provável causa de sobreaquecimeno compromeendo a qualidade do moor Lubrificação O objeivo da lubrificação dos rolamenos é a redução do ario e do desgase inerno para eviar o superaquecimeno. A graxa serve como veículo para o óleo adicionado, que efeivamene faz as funções de lubrificação. A falha mais freqüene não é a fala de lubrificação, mas a lubrificação excessiva, feia com quanidade de graxa maior que o recomendável. A lubrificação em excesso acarrea elevação de emperaura, devido à grande resisência que oferece ao movimeno das pares roaivas e principalmene devido ao baimeno da graxa, que acaba por perder compleamene suas caracerísicas de lubrificação. Iso pode provocar vazameno, penerando a graxa no inerior do moor e deposiando-se sobre as bobinas ou ouras pares do moor. A graxa uilizada nos moores Kcel é a Polyrex EM, graxa de poliuréia especialmene desenvolvida para mancais de moores eléricos. Esa graxa apresena boa compaibilidade com as graxas de líio convencionais. Imporane: - Não é recomendada a misura de graxas; - Caso seja uilizado ouro ipo de graxa, consular o fabricane. Tipo Fabricane Carcaça Temperaura Polyrex EM Mobil 63 a ºC a 170ºC Insruções para lubrificação Injea-se aproximadamene meade da quanidade oal esimada da graxa e coloca-se o moor a girar durane aproximadamene 1 minuo a plena roação, em seguida desliga-se o moor e coloca-se o resane da graxa. A injeção de oda a graxa com o moor parado pode levar a peneração de pare do lubrificane no inerior do moor. É imporane maner as graxeiras limpas anes da inrodução da graxa a fim de eviar a enrada de maeriais esranhos no rolameno. Para lubrificação use exclusivamene pisola engraxadeira manual. ETAPAS DE LUBRIFICAÇÃO DOS ROLAMENTOS 1. Limpar com pano de algodão as proximidades do orifício da graxeira; 2. Com o moor em funcionameno, adicionar a graxa por meio de uma pisola engraxadeira aé er sido inroduzida à quanidade de graxa recomendada na abela 7.1; 3. Deixar o moor funcionando durane o empo suficiene para que se escoe odo o excesso de graxa; Para moores com rolamenos do ipo ZZ (blindados) não há necessidade de relubrificação, pois, eles já vêm lubrificados de fábrica para sua vida úil normal e usam graxa Polyrex EM. Em moores insalados na posição verical (forma consruiva ipo V ), a vida úil da graxa é reduzida em 50% e conseqüenemene, ambém, a do rolameno. A emperaura máxima de rabalho para eses rolamenos é de 70 C, havendo uma redução de 50% em sua vida úil para cada 15 C excedenes. Os períodos de lubrificação dependem da emperaura máxima de rabalho, do ipo do rolameno, da carga, da velocidade (rpm) e de ouros faores que podem afear as propriedades da graxa. A abela abaixo se desina ao período de relubrificação considerando emperaura do rolameno de aé 70 C para moores da carcaça 180 a 200; e aé 85 C para moores da carcaça 225 a 315. Para cada 15 C de elevação, o período de relubrificação deve ser reduzido pela meade. Os moores, quando uilizados na posição verical, êm seu inervalo de relubrificação reduzidos em 50% em relação aos moores uilizados na posição horizonal. 50

52 Modelo/ carcaça Rol. dianeiro Rol. raseiro Quanidade de graxa em gramas Rol. dianeiro Rol. raseiro Inervalo de lubrificação em horas para moores com roação (rpm) de D T D T D T D T 180M e L 6310z 6308z M/L 6312z 6310z S/M S/M 6314z 6314z S/M S/M S/M S/M Tabela 7.1 Inervalo de lubrificação indicado para graxa Polyrex EM Onde: D=Dianeiro e T=Traseiro. 7.6 Rolamenos e mancais Em moores com lubrificação permanene (Rolamenos ZZ), por serem blindados, não devem ser relubrificados e sim subsiuídos. Para rolamenos não blindados que não enham condições de uso deve-se realizar a subsiuição dos mesmos, considerando que algumas peças podem ou não exisir dependendo do modelo e ano de fabricação. Os ipos de rolamenos uilizados nos moores Kcel são mosrados na abelas 7.3a e 7.3b Carcaças Rolamenos NEMA Lado acionado Lado não acionado Z 6202 Z Z 6202 Z 56H 6204 Z 6203 Z 182/4T 6206 Z 6204 Z Tabela 7.3a Rolamenos dos moores IP- 21 Carcaças Rolamenos ABNT/IEC Lado acionado Lado não acionado ZZ 6201 ZZ ZZ 6202 ZZ ZZ 6203 ZZ 90 S 6205 ZZ 6204 ZZ - (*6203 ZZ) 90 L 6205 ZZ 6204 ZZ - (*6203 ZZ) 100 L 6206 ZZ 6205 ZZ - (*6204 ZZ) 112 M 6306 ZZ 6206 ZZ - (*6204 ZZ) 132 S 6308 ZZ 6207 ZZ - (*6204 ZZ) 132 M 6308ZZ 6207 ZZ - (*6204 ZZ) 160 M 6309 ZZ 6209ZZ 160 L 6309 ZZ 6308ZZ 180 M 6310 Z 6308Z 180 L 6310 Z 6308Z 200 L 6312 Z 6310Z 225 S/M S/M 6314 Z 6314Z 280 S/M 2 pólos S/M 4, 6 e 8 pólos S/M 2 pólos S/M 4, 6 e 8 pólos Tabela 7.3b Rolamenos dos moores IP55(IP56). *Moores monofásicos. 51

53 7.6.1 Subsiuição de rolamenos A desmonagem de um moor para rocar um rolameno somene deverá ser feia por pessoal qualificado. A fim de eviar danos aos núcleos, será necessário, após a reirada da ampa do mancal, calçar o enreferro enre o roor e o esaor, com carolina de espessura correspondene. Rm Resisência mínima recomendada (1 M. ) Un Tensão nominal da máquina, em kv Caso o valor da emperaura ambiene seja diferene de 40º C, deve-se corrigir o valor obido conforme o gráfico mosrado na figura 7.5 Figura 7.4 Exraor de rolamenos A desmonagem dos rolamenos não é difícil, desde que sejam usadas ferramenas adequadas (exraor de rolamenos). As garras do exraor deverão ser aplicadas sobre a face laeral do anel inerno a ser desmonado, ou sobre uma peça adjacene. É essencial que a monagem dos rolamenos seja efeuada em condições de rigorosa limpeza e por pessoal qualificado, para assegurar um bom funcionameno e eviar danificações. Rolamenos novos somene deverão ser reirados da embalagem no momeno de serem monados. Anes da colocação do rolameno novo, se faz necessário verificar se o encaixe no eixo não apresena sinais de rebarba ou sinais de pancadas. Os rolamenos não podem receber golpes direos durane a monagem. O apoio para prensar ou baer o rolameno deve ser aplicado sobre o anel inerno. Após a limpeza, proeger as peças aplicando uma fina camada de vaselina ou óleo nas pares usinadas, a fim de eviar a oxidação. Tomar o cuidado quano às baidas e/ou amassameno dos encaixes das ampas e da carcaça e na reirada da caixa de ligação, eviando quebras ou rachaduras na carcaça. 7.7 Manuenção elérica Isolação Um indicador do esado da isolação é a resisência de isolameno das bobinas. Não exise um valor mínimo de resisência de isolameno, pois ese varia com o ipo, amanho, ensão nominal, qualidade e condições do maerial isolane uilizado, ec. A verificação do valor da resisência de isolameno pode ser feia por ohmímeros especiais de ala ensão, ambém conhecido por "megômero". A medição é feia enre os erminais das bobinas e a carcaça, cuidando para que não sejam incluídas na medição ouros componenes do moor, ais como: capaciores, conaos do plainado, proeores érmicos, ec. A expressão que segue é uilizada para indicar a ordem de grandeza, dos valores que podem ser esperados em máquina limpa e seca, a 40º C. Rm = Un + 1 (M.) Temperaura do enrolameno C 0 0 R40 C RT KT 40 C Figura 7.5 Gráfico para correção da resisência, a 40ºC No caso de não aingir o valor mínimo indicado, deve-se limpar as bobinas com jaos de ar comprimido. Na hipóese da causa ser o excesso de umidade no isolameno pode-se usar um dos méodos seguines: Luzes infravermelhas com incidência direa, cuidando para que a emperaura não ulrapasse 75º C. Circulação de correne conínua ou alernada, aplicando um valor de ensão inferior ao nominal. Esufa. Em odos os casos deve-se conrolar a emperaura das bobinas para que não supere os valores limies correspondenes a sua classe de isolação Conexões Deve-se conrolar periodicamene as conexões e a rigidez dos erminais, para garanir a ausência de elemenos frouxos que provoquem aquecimenos localizados excessivos, que inclusive pode provocar a inuilização da caixa de ligação, cabos de alimenação, disposiivos de parida e conrole, aravés da elevação da emperaura. 52

54 7.8 Dimensionameno do conduor para alimenação de moores eléricos. A seção dos conduores para alimenação de moores eléricos pode ser dimensionada a parir de dois méodos. - Máxima queda de ensão admissível (uilizado, quando o moor é insalado longe do pono de fornecimeno de energia). - Capacidade de condução de correne. A seção escolhida deve ser o maior resulado obido para os dois casos Capacidade de condução de correne Para uilização desse méodo é necessário er a correne nominal do moor, esabelecer a maneira de como os conduores serão insalados, assim como, o ipo de isolação dos cabos. Uilizando as abelas 7.4a 7.4b, pode-se ober a seção nominal do conduor para alimenação do moor. A seção mínima recomendada é de 1,5mm 2 e a capacidade de condução de correne do conduor não deve ser inferior a correne nominal do moor Máxima queda de ensão admissível Admiindo uma queda de ensão máxima de 5% aravés das fórmulas abaixo, pode-se ober direamene a seção nominal do conduor que será uilizado. Moores monofásicos 2 k L I S 0, 05 V N Moores rifásicos S 3 k L I 0, 05 V N Onde: S = Seção do conduor em mm 2 I = Correne nominal do moor em (A) V N = Tensão de ligação do moor em (V) k = Resisividade do maerial 1 2 Cobre mm 56 Alumínio 1 m mm2 32 m Obs.: Sempre que ese méodo for uilizado, é necessário verificar se a seção calculada admie a correne nominal do moor, caso não, deve-se uilizar o méodo da capacidade de condução de correne ISOLAÇÃO TIPO PVC 70ºC ISOLAÇÃO TIPO XLPE ou EPR Seção mm 2 Maneiras de insalar (1 a 7) (8 a 13) (1 a 7) (8 a 13) 2 Cond. 3 Cond. 2 Cond. 3 Cond. 2 Cond. 3 Cond. 2 Cond. 3 Cond. 1,5 17,5 15,5 19,5 17, , Tabela 7.4a Capacidade de condução de correne para 2 ou 3 conduores carregados. 1.Cabos isolados denro de eleroduos em monagem aparene 3. Cabos isolados denro de eleroduos em canalea (abera ou venilada) 5.Cabos isolados em calhas 7.Cabos uni ou mulipolares em espaços de consrução ou poços 9. Cabos uni ou mulipolares com canalea (abero ou venilada) 11. Cabos uni ou mulipolares suspensos em cabo mensageiro 13. Cabos isolados em linhas aéreas 2. Cabos isol. denro de eler. embu. em gesso, alvenaria ou parede de cimeno 4. Cabos uni ou mulipolares em conduores formados na esruura do prédio 6. Cabos isolados em molduras ou rodapés 8. Cabos uni ou mulipolares fixados às paredes 10. Cabos uni ou mulipolares em bandeja ou praeleiras Tabela 7.4b Maneiras de insalar os cabos conforme - NBR Cabos isolados insalados sobre isoladores 53

55 Exemplo 1: Moor rifásico, 5cv, 4 pólos, 220/380 Vols, ligado em 220 Vols com correne nominal de 13,7 Ampéres a 100 meros de disância do pono de fornecimeno da energia. Pelo méodo da queda de ensão (conduor de cobre) 1 S 56 S = 3,85 mm , 7 0, Pelo méodo da capacidade de condução de correne Insalação aravés de cabos isolados em linhas aéreas (abela 7.4b) iem nº 13, eleroduo de PVC - 70ºC verificamos pela abela 7.4a, que a seção necessária é de 1,5mm 2. Logo deve-se considerar o maior resulado enconrado, arredondando para a biola imediaamene superior (enconrada comercialmene) uilizaremos 4,00mm 2. Exemplo 2: Moor monofásico, 1,5cv, 110/220 Vols, ligado em 110 Vols, com correne nominal de 20,0 Ampéres, a 10 meros de disância do pono de fornecimeno de energia. Pelo méodo da queda de ensão S 56 0, S = 1,3 mm 2 Pelo méodo da capacidade de condução de correne Considerando a mesma maneira de insalar do exemplo anerior, enconramos pela abela 7.4a S = 2,5 mm 2 A biola uilizada deve ser de 2,5 mm 2. Obs: As regras para dimensionameno de conduores ciadas nesse manual, esão simplificadas, não servindo de orienação para insalações complexas, nesse caso deve-se procurar livros écnicos especializados em insalações eléricas. 7.9 Manuenção correiva Ese ipo de manuenção é a mais elemenar. Uilizada após o surgimeno do problema, ocasionando a paralisação da máquina ou do seor ineiro dependendo da gravidade do problema. Ese modelo de manuenção não é o mais adequado para um sisema indusrial organizado que precisa de uma segurança do seor produivo, garanindo assim, o plano de produção Defeios causas e providências Os moores assíncronos são máquinas que quando funcionam de acordo com as condições para as quais foram projeados e fabricados e com uma manuenção adequada, praicamene não apresenam problemas ao usuário e oferece uma vida úil prolongada. Quando o moor apresena problemas geralmene são por falhas eléricas (bobinameno) e em menor escala por falhas mecânicas. Quando for necessário o consero, principalmene o rebobinameno, deve-se recorrer à assisência écnica Kcel mais próxima, ou consular a assisência écnica da própria fábrica Defeios mais freqüenes em moores MOTOR NÃO PARTE Causas prováveis Reparo Fusível inerrompido Trocar fusível Queda de ensão na linha do moor Aumenar a seção do conduor Sem ensão de alimenação Verificar odas as ligações desde a alimenação, comando aé a placa de bornes do moor Chave manual ou disjunor, mecanismo ou conao Abrir o aparelho revisar e conserar ou rocar danificado Rede fornece uma ensão muio baixa Garanir que a ensão varie no máximo 10% da nominal do moor Sobrecarga Reduzir a carga ou rocar o moor Ligações erradas Seguindo a indicação do fabricane modificar a ligação Causas prováveis Desbalanceameno Eixo oro Alinhameno incorreo Sujeira no enreferro e ou no venilador Fixações do moor frouxas Rolameno Causas prováveis Sobrecarga Obsrução do sisema de venilação Paridas e reversões frequenes Desequilíbrio de fases ALTO NÍVEL DE RUÍDO Reparo Rebalancear o roor e a carga se necessário Trocar o conjuno do roor. Rebalancear o roor Fazer o alinhameno enre o moor e a máquina acionada Reirar a sujeira ou pó com um jao de ar seco. Corrigir a fixação e subsiuir o rolameno se o ruído for persisene e excessivo Limpar e relubrificar; se necessário subsiuir SOBREAQUECIMENTO DO MOTOR Reparo Reduzir a carga ou subsiuir o moor por ouro de maior poência Limpar (desobsruir) Subsiuir o moor por um adequado a aplicação Verificar se há fusível queimado ou comando errado 54

56 Ouros exemplos: A) Curo-circuio A.1) Enre espiras: pode ser conseqüência de coincidirem casualmene dois ponos defeiuosos na isolação dos fios, ou resularem de defeios provocados simulaneamene em dois fios que correm lado a lado. Dependendo da inensidade do curo, produz-se um zumbido magnéico, além do moor sofrer um superaquecimeno. A.2) Conra a massa: Pode ser conseqüência da deerioração érmica, absorção de umidade, conaminação por subsâncias químicas e vibração. Para localizar ese defeio deve-se medir a resisência de isolameno, colocando um pólo em uma das fases e ouro na massa. Na práica, admie-se como valor mínimo 1 M.. A.3) Enre fases: São consideradas as mesmas causas que no iem anerior. Para a localização do defeio colocase um pólo em uma fase e ouro pólo em oura fase. B) Queima das fases B.1) Uma fase do bobinameno queimada: Geralmene ocorre quando exise fala de ensão em uma das fases, enquano o moor esiver em funcionameno e ligado em riângulo. A correne diminui em duas fases, porém aumena consideravelmene na oura, ao mesmo empo em que a roação cai acenuadamene, devido a queda de roação a correne aumenará mais aé a queima oal da fase. Na maioria das vezes esses problemas são provocados pelo mal dimensionameno ou fala de proeção. B.2) Duas fases do bobinameno queimadas: Ocorre quando exise fala de ensão em uma das fases, enquano o moor esiver em funcionameno e ligado em esrela. Uma das fases não erá circulação de correne, enquano as ouras duas passam a conduzir uma correne demasiadamene elevada que provocará a queima das duas fases. As causas normalmene são idênicas ao iem anerior. B.3) Três fases do bobinameno queimadas: Ocorre geralmene quando exise sobrecarga mecânica ou elérica, erro nas ligações, moores subdimensionados, sobre ensões e moores mal especificados no que se refere ao regime de rabalho. As causas e as correções devem ser feias de acordo com o problema, deve-se realizar uma analise cuidadosa sobre a proeção para eviar eses ipos de problema C) Danos causados ao roor Quando o moor girar lenamene na parida, gerando ruído de inensidade variada e um valor de correne alo a causa será quase sempre, inerrupção em uma ou mais barras do roor. Esa inerrupção pode ser causada por excessivo número de paridas e reversões, ou por período de parida muio prolongado. A solução consise na roca do conjuno do roor, analisar as causas que provocam os danos e eliminá-las Roeiro de manuenção Não é possível definir um programa de manuenção, nem o período, para os diferenes modelos de moores eléricos. A experiência sobre o assuno, assim como o conhecimeno do lugar de insalação, são faores fundamenais para a seleção dos procedimenos e o período de realizá-los. ROTEIRO DE MANUTENÇÃO Verificação Procedimeno Periodicidade Local da insalação Verificar a presença de água, vapores, excesso de poeira e objeos obsruindo a venilação do moor Quinzenal Condições mecânicas Verificar ruídos ou vibrações nas ampas, juno aos rolamenos ou denro do moor, examinar o sisema de ransmissão verificando a lubrificação e alinhameno Quinzenal Terminais e parafusos Rolamenos Bobinas Condições mecânicas Cargas Geral Verificar se há afrouxameno de erminais e parafusos Trocar a graxa e verificar possíveis vazamenos Medir resisência do isolameno. Verificar possíveis aquecimenos e eliminar oda a poeira Verificar as correias ou ouro ipo de acionameno, se necessário efeuar a roca do mesmo, limpar as ampas, e a carcaça do moor. Verificar se o eixo esá oro, o alinhameno, se há peças em ario Verificar se as cargas sofreram alerações de condições, ajuses errados, uilização errada ou problemas de comando, bem como as condições mecânicas da máquina acionada. Execuar limpeza inerna do moor, eliminando ponos de oxidação, subsiuir peças defeiuosas e pinar. Mensal Semesral Semesral Semesral Semesral Anual Obs.: Recomenda-se que cada moor possua um regisro, como fichas, carões ou eiqueas, para que possam ser anoadas odas as manuenções execuadas, peças rocadas e conrole das daas dos reparos efeuados. 55

57 8. Anexos Grandezas fundamenais Abreviação Prefixo Ordem da grandeza Abreviação Prefixo Ordem da grandeza Grandeza unidade símbolo ermo unidade símbolo da deca 10 1 d deci 10-1 comprimeno mero m força newon N h heco 10 2 c ceni 10-2 massa kilograma kg frequência Herz Hz k quilo 10 3 m mili 10-3 empo segundo s poência wa W M mega 10 6 micro 10-6 correne elérica ampére A carga elérica coulomb C G giga 10 9 n nano 10-9 emperaura celsius ºC resisência elérica ohm T era p pico inensidade luminosa Candela cd ensão elérica vol V P pea f feno energia joule J E exa a ao Conversão de unidades Unidades de comprimeno Unidades de área mm m km pol pé jarda cm 2 dm 2 m 2 pol 2 pé 2 jarda 2 mm 1 0, , cm 2 1 0,01 0,0001 0,155 1, , m ,001 39,37 3,281 1,094 dm ,01 15,5 0,1076 0,01196 km m ,76 1,196 pol 25,4 0, , , ,02778 pol 2 6,452 0, , , , pé 304,8 0, ,3333 pé ,29 0, ,1111 jarda 914,4 0, jarda ,61 0, Unidades de volume Unidades de massa cm 3 dm 3 m 3 pol 3 pé 3 jarda 3 g kg Mg dracma onça Ib cm 3 1 0, , , g 1 0, ,5644 0, , dm ,001 61,02 0, ,00131 kg , ,4 35,27 2,205 m ,31 1,307 Mg , pol 3 16,39 0, dracma 1,772 0, ,0625 0, pé ,32 0, ,037 onça 28,35 0, ,0625 jarda ,4 0, Ib 453,6 0, Unidades de poência Unidades de pressão W kw kp m/s kcal/h cv HP Pa N/mm 2 bar kp/cm 2 Torr W ,102 0,860 1, , Pa=1N/m , ,0075 kw ,36 1,341 N/mm ,2 7, kp m/s 9,81 9, ,43 13, ,0131 bar ,1 1 1, kcal/h 1,16 1, , , , kp/cm 2 =1a , , cv 736 0, ,986 Torr 133 0, , , HP 746 0,746 76, ,

58 Unidades de rabalho (energia) kw h kcal Bu lb pé kp m J=Ws Hp h kw h , , , ,36 kcal 1, ,968 3, , , Bu , ,6 107, lb pé 376, , ,1383 1,356 - kp m 2, , , , ,807 3, J=Ws 277, , , Hp h 0, , , Unidades de emperaura C 5 9 F 32 onde C em ºC (Celsius) K F 273, 15 K em K (Kelvin) C 9 5 C 32 F em ºF (Farenhei) Normas brasileiras aplicadas em moores eléricos NBR Formas consruivas e monagens NBR Méodos de resfriamenos NBR Equipamenos eléricos para amosferas explosivas NBR Máquinas de indução - Deerminação das caracerísicas - Méodos de ensaio NBR Insalação elérica em ambiene inflamável NBR Dimensões e poências nominais NBR Invólucros de equipamenos eléricos - Proeção NBR Maeriais isolanes eléricos - Classificação érmica NBR Moores de indução NBR Limies de ruídos NBR Ruído - Méodo de medição NBR Pona de eixo cilíndrica e cônica de conicidade 1 : 10 NBR Correspondência enre poência nominal e dimensões NBR Idenificação dos erminais e do senido de roação 57

59