Devido à construção robusta e facilidade de controle, os motores assíncronos trifásicos são amplamente preferidos em relação a muitos outros motores para o Aplicações movidas a motor AC . Este motor trifásico é responsável por operações de carga maior em várias aplicações, como talhas de mercadorias e elevadores, transportadores, compressores, bombas, sistemas de ventilação, controladores de ventiladores industriais, etc.

Motor trifásico

Com a invenção de drives de velocidade ajustável e vários outros tipos de arranque de motor , motores trifásicos tornaram-se unidades favoráveis para aplicações de velocidade variável. Como esses motores são importantes na condução da carga, também é importante garantir sua segurança e proteção contra correntes de partida, sobrecargas, fase única, superaquecimento e outras condições de falha. Antes de entrar nos detalhes desses motores e seus sistemas de proteção, vamos dar uma olhada nos fundamentos dos motores trifásicos.

Motores CA Trifásicos

Os motores trifásicos ou polifásicos são principalmente de dois tipos: motores de indução ou assíncronos e motores síncronos. Motores síncronos são tipos especiais de motores usados em aplicações de velocidade constante, enquanto a maioria dos motores usados em aplicações industriais são do tipo indução. Este artigo se concentra apenas em uma fase trifásica motor de indução e sua proteção .

Construção do motor de indução

Esses motores são motores de indução do tipo esquilo e anel coletor. Indução trifásica motor consiste em um estator e um rotor , e não há conexão elétrica entre os dois. Esses estator e rotores são feitos de materiais de núcleo magnético alto com menos histerese e perdas por correntes parasitas. O estator consiste em enrolamentos trifásicos sobrepostos entre si em uma mudança de fase de 120 graus. Esses enrolamentos são estimulados pela alimentação principal trifásica.

“como funciona uma placa de ensaio ”

Este rotor de motor CA trifásico é diferente para os motores de indução de anel deslizante e gaiola de esquilo. Em um motor de gaiola de esquilo, o rotor consiste em barras pesadas de alumínio ou cobre que estão em curto em ambas as extremidades do rotor cilíndrico. Em um motor de indução do tipo anel coletor, o rotor consiste em enrolamentos trifásicos estrelados internamente em uma extremidade e as outras extremidades são trazidas para fora e conectadas aos anéis coletores montados no eixo do rotor, conforme mostrado na figura . Com a ajuda de escovas de carvão, um reostato é conectado a esses enrolamentos para desenvolver um alto torque inicial.

Princípio da Operação: Sempre que uma alimentação trifásica é fornecida ao enrolamento do estator trifásico, um campo magnético giratório com 120 deslocamentos de magnitude constante e girando em velocidade síncrona é produzido nele. Este campo magnético variável viaja até o condutor do rotor causando a indução de uma corrente nos condutores do rotor de acordo com as leis de indução eletromagnética de Far- dia. À medida que os condutores do rotor estão em curto, a corrente começa a fluir através desses condutores.

De acordo com a lei de Lenz, essas correntes induzidas se opõem à causa de sua produção, ou seja, campo magnético giratório. Como resultado, o rotor começa a girar na mesma direção que o campo magnético giratório. No entanto, a velocidade do rotor deve ser menor que a velocidade do estator - caso contrário, nenhuma corrente é induzida no rotor porque a velocidade relativa dos campos magnéticos do rotor e do estator é a razão para o movimento do rotor. Essa diferença entre os campos do estator e do rotor é chamada de escorregamento. Devido a esta diferença de velocidade relativa entre o estator e os rotores, este motor trifásico é denominado máquina assíncrona.

Tipos de proteções necessárias para o motor de indução

Os motores de indução trifásicos são responsáveis por 85 por cento da capacidade instalada dos sistemas de acionamento industriais. Portanto, a proteção desses motores é necessária para a operação confiável das cargas. As falhas de motor são divididas principalmente em três grupos: elétrica, mecânica e ambiental. As tensões mecânicas causam superaquecimento, resultando no desgaste dos rolamentos do rotor, ao passo que a sobrecarga mecânica faz com que correntes pesadas sejam puxadas e, portanto, resulta em aumento de temperatura. As falhas elétricas são causadas por várias falhas, como falhas fase-fase e fase-terra, fase única, sobretensão e subtensão, desequilíbrio de tensão e corrente, subfrequência, etc.

Partida da corrente do motor de indução

Além dos sistemas de proteção do motor para as falhas acima mencionadas, também é necessário usar uma partida de motor trifásica para limitar a corrente de partida do motor de indução. Como sabemos - em todas as máquinas elétricas, quando o fornecimento é fornecido, há oposição a esse fornecimento por um CEM induzido - que é chamado de EMF de volta. Isso limita o consumo de corrente pela máquina, mas no início, o EMF é zero porque é diretamente proporcional à velocidade do motor. E, portanto, a enorme corrente do EMF zero back será puxada pelo motor na partida, e isso será de 8 a 12 vezes a corrente de plena carga, conforme mostrado na figura.

Para proteger o motor da alta corrente de partida, existem diferentes métodos de partida disponíveis, como tensão reduzida, resistência do rotor, DOL, star-delta starter , autotransformador, soft starter, etc. E, para proteger o motor das falhas discutidas acima, vários equipamentos de proteção como relés, disjuntores, contatores e vários inversores são implementados.
Estes são alguns dos sistemas de proteção para motores de indução trifásicos contra correntes de inrush de partida, superaquecimento e falhas monofásicas com o uso de um microcontrolador para aplicações de baixo nível para melhor compreensão dos alunos.

Partida suave eletrônica para motor de indução trifásico

este partida suave do motor de indução é o método moderno de partida que reduz as tensões mecânicas e elétricas causadas nas partidas DOL e estrela-triângulo. Isso limita a corrente de partida para o motor de indução usando tiristores.

Esta partida de motor trifásica consiste em duas unidades principais: uma é a unidade de potência e a outra unidade de controle. A unidade de potência consiste em SCRs consecutivos para cada fase, e estes são controlados pela lógica implementada no circuito de controle. Esta unidade de controle consiste em um circuito de passagem de tensão zero com capacitores para produzir tempo de retardo.

Partida suave eletrônica para motor de indução trifásico

No diagrama de blocos acima, quando uma alimentação trifásica é fornecida ao sistema, o circuito de controle retifica cada alimentação de fase, regula-a e compara a tensão de cruzamento de zero pelo amplificador operacional. Esta saída Op-Amp aciona o transistor, que é responsável por produzir retardo de tempo com o uso de um capacitor. Esta descarga do capacitor habilita outra saída Op-Amp por um certo tempo para que os opto-isoladores sejam acionados por este tempo decorrido. Durante este tempo, a saída do optoisolador dispara tiristores costas com costas e a saída aplicada ao motor é reduzida durante este tempo. Após este tempo de partida, uma tensão total é aplicada ao motor de indução e, portanto, o motor funciona em velocidade total. Dessa forma, o acionamento de tensão zero por um determinado período de tempo na partida de um motor de indução reduz deliberadamente a corrente de partida do motor de indução.

Sistema de proteção do motor de indução

Este sistema protege o motor CA trifásico de fase única e superaquecimento. Quando alguma das fases está desligada, este sistema a reconhece e desliga imediatamente o motor, que é alimentado pela rede.

Sistema de proteção do motor de indução

Todas as três fases são retificadas, filtradas e reguladas e fornecidas a um amplificador operacional onde esta tensão de alimentação é comparada com uma determinada tensão. Se qualquer uma das fases for perdida, então ele fornece tensão zero na entrada do amp Op e, portanto, fornece lógica baixa ao transistor que desenergiza ainda mais o relé. Conseqüentemente, o relé principal é desligado e a alimentação do motor é interrompida.

Da mesma forma, quando a temperatura do motor excede um certo limite, o saída do amplificador operacional desenergiza o relé apropriado, mesmo assim, o relé principal é desligado. Desta forma, as falhas de fase única e as condições de temperatura excessiva podem ser superadas no motor de indução.

Trata-se de sistemas de proteção de motor trifásico contra correntes de pico de partida, fase única e superaquecimento. Reconhecemos que as informações fornecidas neste artigo são úteis para uma melhor compreensão deste conceito. Além disso, qualquer ajuda para a implementação desses projetos ou outros, você pode entrar em contato conosco comentando abaixo.

Créditos fotográficos