SELECÇÃO DE MOTORES ELÉCTRICOS

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1 SELECÇÃO DE MOTORES ELÉCTRICOS FACTORES QUE INFLUEM NA SELECÇÃO DO MOTOR ELÉCTRICO CARGA ACCIONADA E CARACTERÍSTICAS DE SERVIÇO Diagramas de carga: oência e/ ou binário requeridos e sua variação. Classe de serviço Velocidade e conrolo (variação de velocidade) Curva binário-velocidade da carga Caracerísicas de arranque (duração, frequência ) Caacidade de sobrecarga necessária Inércia da Carga (massas arrasadas) Forma de monagem (horiz. / verical) MEIO E CONDIÇÕES DE TRABALHO Temeraura do meio refrigerane Aliude de insalação Condições ambienais (água, coros sólidos exranhos, ó, conacos com ares móveis do moor ) Ambienes e condições eseciais (ambienes exlosivos, cenrais nucleares ) REDE DE ALIMENTAÇÃO Tensão Frequência Condições da rede

2 SELECÇÃO DE UM MOTOR Selecção do io de carcaça e nível de roecção (I). Selecção da oência nominal do moor em função da oência ou binário necessário ara arrasar a carga, da aliude da insalação e da emeraura do meio refrigerane. Selecção da velocidade (número de ólos) em função da velocidade da carga arrasada. Selecção da forma e osição de monagem normalizada en função da sua colocação. Selecção da ensão e frequência nominais do moor em função da rede ou fone de alimenação. Selecção da classe de isolameno em função da emeraura eserada. Selecção da caracerísica mecânica em função do binário de arranque e do binário resisene da carga. SELECÇÃO DA OTÊNCIA DO MOTOR Geralmene o cálculo da oência de um moor elécrico realiza-se em função do aquecimeno e comrova-se de seguida a sua caacidade de sobrecarga e as condições de arranque. INCONVENIENTES DE UTILIZAR MOTORES DE OTÊNCIA DEMASIADO ELEVADA: Maior amanho e cuso do moor. Maior inensidade de arranque. Maior cuso e amanho dos elemenos da insalação (conacores, relés érmicos, secção dos cabos ). Menor rendimeno devido ao menor facor de oência a carga reduzida. Menor rendimeno com cargas arciais. INCONVENIENTES DE UTILIZAR MOTORES DE OTÊNCIA INSUFICIENTE: ossibilidade de funcionameno incorreco e avarias da máquina accionada. Menor caacidade de sobrecarga do moor. Aquecimeno excessivo do moor e redução da sua vida úil. 4

3 SELECÇÃO DA OTÊNCIA DE UM MOTOR EM SERVIÇO CONTÍNUO (CARGA INVARIÁVEL) Se a oência requerida ela máquina for consane: nominal Se se conhecer o binário M requerido ela máquina, sendo consane: M nominal M Se a aliude de insalação ou a emeraura do meio refrigerane o indicarem deverá desclassificar-se a oência do moor ara eviar um aquecimeno excessivo do mesmo. ara mecanismos bem conhecidos (bombas, veniladores, aarelhos de elevação, algumas máquinas ferramenas, ec.) deermina-se a oência ou o binário requeridos aravés de cálculos eóricos ou or meio de fórmulas emíricas, alicando coeficienes obidos no decurso de numerosas exeriências. ara mecanismos ouco conhecidos ode deerminar-se a oência ou o binário necessários obendo os diagramas de carga or meio de aarelhos regisadores sobre insalações análogas em serviço. 5 SELECÇÃO DA OTÊNCIA DE UM MOTOR EM SERVIÇO ERMANENTE COM CARGA VARIÁVEL Com carga variável, a emeraura do moor varía de forma conínua e a eleicção da oência do moor, em função do aquecimeno, resula mais comlexa. A selecção da oência nominal do moor baseando-se no valor da carga máxima conduz a um valor demasiado grande de oência, enquano que se omar o valor médio da carga (oência média) não se em em cona a relação quadráica enre as erdas variáveis e a correne do moor. Quando um moor rabalha seguindo ciclos iguais e reeidos de carga, mas a carga varía ao longo do ciclo, odem uilizar-se os seguines méodos, indicados da maior recisão ara a menor: Méodo das erdas médias Méodo da correne equivalene Méodo do binário equivalene Méodo da oência equivalene. 6

4 MÉTODO DAS ERDAS MÉDIAS O rocedimeno consise em enconrar o valor médio das erdas érmicas do moor Q med ara o diagrama de carga em análise e comará-lo com o valor de erdas nominais Q n do moor (valor calculado ara o moor em em regime de carga consane). Q med Q + Q + Q Q Q 4 Q Q Q Q 4 4 Diagramas de oência e de erdas. Escolhe-se inicialmene um moor.. Deerminam-se as erdas médias desse moor durane um ciclo de rabalho.. Se Q med Q n considera-se que o moor rabalha a emeraura admissível. 7 I MÉTODO DA CORRENTE EQUIVALENTE Baseia-se em subsiuir, em ermos de cálculo, a correne real que o moor absorve e cujo valor é variável, or uma correne equivalene I eq que roduziría no moor as mesmas erdas que a correne real e, orano, o mesmo aquecimeno. A correne equivalene I eq comara-se com a correne nominal do moor I n. 4 I I I I 4 4 Diagramas de oência e Inensidade I eq I + I + + I I Escolhe-se inicialmene um moor.. Deermina-se o valor de I eq durane um ciclo de rabalho.. Se I eq I n considera-se que o aquecimeno do moor é admissivel. 8 4

5 MÉTODO DO BINÁRIO EQUIVALENTE Baseia-se em subsiuir, em ermos de cálculo, o binário variável da carga durane um ciclo, or um binário equivalene M eq que roduza no moor as mesmas erdas que o binário real, ou seja, o mesmo aquecimeno. O binário equivalene M eq comara-se com o binário nominal do moor M n. M eq M + M + M M M M M M M 4 4 Diagramas de oência e Binário. Deermina-se o valor de M eq durane um ciclo de rabalho.. Escolhe-se um moor al que M n M eq. Enão ode considerar-se que o aquecimeno do moor é admissível. 9 MÉTODO DA OTÊNCIA EQUIVALENTE Baseia-se em subsiuir, em ermos de cálculo, a oência edida ao moor durane um ciclo, or uma oência equivalene eq que roduza as mesmas erdas que a oência real, ou seja, o mesmo aquecimeno. A oência equivalene eq comara-se com a oência nominal do moor n. eq Diagrama de oencia. Deermina-se o valor da eq durane um ciclo de rabalho.. Escolhe-se um moor al que n eq. ode enão considerar-se que o aquecimeno do moor é admissivel. 0 5

6 OTÊNCIA DE UM MOTOR ARA O ACCIONAMENTO DE UM VENTILADOR A oência úil do moor necessária ao accionameno vem exressa ela equação: Q 0 η η v Q : Qaudal de ar evacuado, en m /s : ressão oal do venilador (esáica+dinámica) em N/m (a) Na rácica, a ressão mede-se em mm de coluna de água ( mm cda 9,8 a) η v : rendimeno do venilador η : rendimeno da ransmissão enre moor e venilador OTÊNCIA DE UM MOTOR ARA O ACCIONAMENTO DE UMA BOMBA A oência úil do moor necessária ao accionameno ode deerminar-se aravés das exressões: Q 0 η η b Q γ H 0 η η b Q : caudal de líquido, em m /s : ressão oal na boca da bomba em N/m (a). Na rácica, a ressão mede-se em m de coluna de água ( m cda 980 a) η b : rendimeno da bomba η : rendimeno da ransmisssão enre o moor e a bomba Q : caudal de líquido, em m /s γ : eso esecífico do líquido em N/m. ara a água γ980 N/m H : alura eórica de imulsão em meros (alura de asiração + alura de imulsão + erdas de alura + ressão livre) η b : rendimeno da bomba η : rend. da ransmissão enre moor e bomba 6

7 OTÊNCIA DO MOTOR ARA MECANISMOS DE ELEVAÇÃO E DE TRASLAÇÃO ELEVAÇÃO TRASLAÇÃO (m + m ) g v 0 η c µ G v 0 η m : massa da carga em kg m c : massa da caixa em kg g : 9.8 m/s v η : velocidade de elevação em m/s : rendimeno mecânico Se exise um conraeso ara comensar a massa da caixa e meade da de carga: m g v 0 η µ : coeficiene de resisencia à raslação ou à roação G : eso oal (eso rório + eso da carga) em N v : velocidade de raslação em m/s η : rendimeno mecânico