Como funciona um motor de indução e quais as suas aplicações
Automação Industrial

Como funciona um motor de indução e quais as suas aplicações

Projetos industriais exigem dispositivos e elementos versáteis. É preciso que atendam às aplicações de forma segura e eficiente, resultando em retorno positivo para a empresa.

Uma opção muito escolhida é o motor de indução, já que aumenta a capacidade produtiva. Continue a leitura para conhecer melhor essa solução interessante e acessível!

O que é um motor de indução e quais as suas características

motor de indução aplicações

Motor de indução é um tipo de motor elétrico que possui dois campos magnéticos girantes. Também conhecido como motor de corrente alternada (AC) ou motor assíncrono trifásico.

Esse dispositivo é composto por duas partes que funcionam simultaneamente: um rotor (elemento móvel do motor) e um estator (elemento fixo).

Funciona de forma simples, com o estator conduzindo e transformando a energia elétrica em mecânica. Enquanto isso, girando em torno de seu eixo, o rotor gera movimento de rotação e energia produzida pela força dos campos magnéticos.

O motor de indução atua exclusivamente com corrente alternada e não necessita de gastos altos com manutenções, montagem ou fabricação. Sua construção também é simples, onde estator e rotor possuem um eixo comum. 

Os motores assíncronos se apresentam em diferentes velocidades e potências, sendo aceitos pelas tensões padrão de energia elétrica (220V, 380V, 440V ou 760V e frequência de 50 e 60 Hz).  

São menores e mais baratos do que os motores de corrente contínua de mesma potência.

Trata-se de uma solução abrangente, em razão de possuir modelos sem escovas para comutação de bobinas (brushless), que podem gerar interferências eletromagnéticas.

Mais uma das vantagens do motor de indução AC é que ele é ideal para operação unidirecional e bi-direcional, como esteiras e sistemas de transporte de carga.

Além disso, outra vantagem de seu uso é que podem ser conectados a capacitores e variadores de velocidade, quando necessário. Além disso, tem alta eficiência, apresenta movimentação sem ruídos e velocidade com baixa variação.

A desvantagem é que tem baixo torque de partida. Outro fato negativo é que é difícil controlar a sua velocidade, pois ela é constante e a faixa de mudança possível é muito reduzida. 

Quais são os seus componentes?

Basicamente, o motor de indução é formado por:

Estator

É o componente fixo à carcaça de um gerador ou motor elétrico, responsável por conduzir o fluxo magnético formado no rotor, que induz uma corrente elétrica. Essa ação é semelhante ao que acontece nas bobinas.

Sua estrutura é de chapas em forma de anel feitas de aço magnético tratadas termicamente. Estas chapas abrigam os enrolamentos que geram o campo magnético.

Rotor

O rotor do motor de indução possui dois modelos de construção possíveis: bobinado ou de anéis. É um conjunto de peças que gira em torno de seu próprio eixo, gerando movimentos de rotação.

Pode ser encontrado em máquinas rotativas, como compressores ou turbinas. Também é composto por chapas de aço magnético e tem enrolamentos dispostos de forma longitudinal.

Entreferro

É a denominação dada ao espaço entre o rotor e o estator. Esta área de ar anular é onde acontece a conversão eletromecânica do motor de indução.

Além desses, há outros elementos, como bobinas, anéis de cobre e enrolamentos também compõem a estrutura do motor de indução.

Como motores de indução trifásicos funcionam?

O motor de indução produz um campo girante ou campo magnético rotativo, usando tensão alternada no estator. Esse campo atravessa os condutores do rotor, induzido a uma força eletromotriz que cria o seu próprio campo girante.

Ele procura se alinhar ao campo girante do estator, fazendo o rotor girar constantemente. A velocidade do motor é inversamente proporcional a sua quantidade de polos. Desta maneira, quanto maior o número de polos, menor a velocidade do motor.

O torque do motor depende da intensidade da comunicação entre os campos do estator e do rotor, expressos pela tensão do estator e a corrente do rotor.

Cabe salientar que a velocidade de rotação do rotor é levemente mais baixa do que a velocidade de rotação do campo girante do estator, revelando uma situação não sincronizada, ou seja, assíncrona

Velocidade síncrona

É a velocidade de rotação do campo girante. Seu valor depende da forma como estão posicionadas e conectadas as bobinas no estator, e da frequência da corrente que passa pelo enrolamento da parte fixa. 

Pode ser calculada usando a fórmula: Ns=(120.f)/P, onde Ns = velocidade do campo girante, em rpm; f = frequência da rede de alimentação em hertz; e P = número de pólos.

Escorregamento

O escorregamento ou deslizamento influencia a frequência da força eletromotriz induzida no rotor. É a diferença entre a velocidade real do campo girante e a velocidade do rotor, mostrada em porcentagem.

Pode ser calculada dessa forma: S(%) = (Vs – Vr)/Vs, onde: Vs é a velocidade síncrona (velocidade do CMG – Campo Magnético Girante); e Vr é a velocidade do rotor.

tipos de rotores de motores de indução

Motor de indução: entenda seus tipos

No mercado existem disponíveis modelos diferentes de motores elétricos, como o BLDC, o micro motor, o monofásico, entre outros, cada um com características próprias.

Dependendo do tipo de aplicação, existe o motor mais indicado. Por exemplo, os motores BLDC têm vantagens sobre os motores de indução em aplicações em mercado automotivo e aeroespacial, por exemplo.

Neste caso, eles são mais indicados por conta de suas características, como taxas de velocidade mais elevadas.

Há dois tipos de motores de indução (assíncronos) trifásicos

Rotor tipo bobinado (motor anéis)

Contém um núcleo ferromagnético cilíndrico composto de lâminas e superfície ranhurada, onde fica um enrolamento trifásico.

As bobinas que compõem o enrolamento possuem terminações que são ligadas a três anéis coletores solidários ao eixo do rotor. É capaz de realizar partidas suaves e consegue diminuir picos de corrente de partidas

As resistências variáveis deste tipo de rotor possibilitam seu controle de corrente e da velocidade do motor.

Alcançando a velocidade normal, os enrolamentos são circuitados. Isso resulta em um motor com partida alta e corrente de partida reduzida.

Rotor curto-circuitado (tipo gaiola de esquilo)

Este rotor possui barras condutoras em torno de seu conjunto de chapas. As barras são curto-circuitadas por anéis metálicos localizados nas extremidades do rotor.

Elas não precisam de isolamento, pois as tensões induzidas são mínimas. Recebem este nome porque as barras e os anéis formam uma parte única conectada ao pacote magnético, semelhante a uma gaiola.

E para que ele serve? Principais aplicações do motor de indução

O motor de corrente alternada serve para converter energia elétrica em energia mecânica com o objetivo de realizar operações em um sistema, fazendo o acionamento de cargas variadas.

É largamente utilizado nas indústrias, sendo solicitado em atividades relacionadas à geração de energia elétrica, por exemplo.

De acordo com o Ministério de Minas e Energia (MME), os motores elétricos são  responsáveis por 30% do consumo de energia pela indústria, que, por sua vez, utiliza mais de 40% da energia elétrica produzida no Brasil.

Esse dado destaca a importância do uso de equipamentos eficientes.

Além dos equipamentos industriais motores de assíncronos podem ser aplicados em elevadores, escadas rolantes, eletrodomésticos, brinquedos, bombas de aquário, projetos experimentais mecatrônicos e muito mais. 

Alguns exemplos de seu uso na automação industrial:

  • Máquinas injetoras;
  • Esteiras;
  • Tornos;
  • Fresas;
  • Agitadores;
  • Moinhos, etc.

Conclusão

O motor de indução é empregado na maioria dos acionamentos industriais. Além de sua vasta gama de aplicações, apresenta vantagens, como preço acessível e aumento de eficiência das operações.

O fato de apresentar versões sem escovas torna o dispositivo ainda mais atraente, já que sua manutenção é reduzida.A Kalatec oferece motores de indução em seu catálogo de produtos.

Com uma equipe de especialistas a postos para tirar dúvidas, ela está apta a atender de forma segura as suas aplicações. Entre em contato!

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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação. 22 anos de experiência com 5000 visitas únicas em Indústrias. CMO da Kalatec Automação. Especialista em Controle e Automação (USP). Engenharia de Processo (MAUA) - Gestão de Inovação (ESPM) - Gestão de PME (FGV) e MBA em Vendas (PUC). Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo e USP (Projeto Inspire).

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