O que é motor de indução de anel deslizante e seu funcionamento

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A motor de indução é um dispositivo elétrico que converte energia elétrica em energia mecânica. É mais amplamente utilizado para aplicações industriais devido ao seu atributo de partida automática. O motor de indução de anel deslizante é um dos tipos de motor de indução trifásico e é um tipo de motor com rotor enrolado. Por causa de várias vantagens, como baixa corrente inicial, alto torque de partida e fator de potência aprimorado, é usado em aplicações que requerem alto torque, guindastes e elevadores. Os enrolamentos do rotor consistem em mais número de enrolamentos, maior tensão induzida e menos corrente em comparação com o rotor de gaiola de esquilo. Os enrolamentos são conectados à resistência externa por meio de anéis coletores, que auxiliam no controle do torque / velocidade de um motor.

O que é um motor de indução de anel deslizante?

Definição: Um motor de indução de anel deslizante é referido como um motor assíncrono, pois a velocidade na qual opera não é igual à velocidade síncrona de um rotor. O rotor deste tipo de motor é do tipo enrolado. É composto por um núcleo cilíndrico de aço laminado e uma ranhura semifechada no limite externo para acomodar um circuito de enrolamento isolado trifásico.




Anel Deslizante no Motor de Indução

Anel Deslizante no Motor de Indução

Como visto na figura acima, o rotor é enrolado para coincidir com o número de pólos do estator. Os três terminais de um rotor e os três terminais de partida conectados por meio de anéis coletores são conectados a um eixo. O objetivo do eixo é transmitir potência mecânica.



Construção

Antes de discutirmos o princípio de funcionamento de anel deslizante Indução motor , conhecendo o construção de motor de indução de anel deslizante é importante. Então, vamos começar com a construção que inclui duas partes: Estator e Rotor.

  • Estator
  • Rotor

Estator

O estator deste motor é composto por várias ranhuras dispostas para apoiar a construção de um circuito de enrolamento trifásico conectado a uma fonte CA trifásica.

Rotor

O rotor deste motor consiste em um núcleo cilíndrico com laminações de aço. Além disso, o rotor possui ranhuras paralelas para acomodar enrolamentos trifásicos. Os enrolamentos nessas ranhuras são dispostos a 120 graus entre si. Este arranjo pode reduzir o ruído e evitar a pausa irregular de um motor.


Funcionamento do motor de indução do anel deslizante

Este motor funciona no princípio de Lei de indução eletromagnética de Faraday . Quando um enrolamento do estator é excitado com uma alimentação CA, o enrolamento do estator produz fluxo magnético. Com base na lei de indução eletromagnética de Faraday, o enrolamento do rotor é induzido e gera uma corrente de fluxo magnético. Este EMF induzido desenvolve torque que permite que o rotor gire.

No entanto, a diferença de fase entre a tensão e a corrente não atende aos requisitos para gerar alto torque de partida, pois o torque desenvolvido não é unidirecional. A resistência externa de alto valor é conectada ao circuito para melhorar a diferença de fase de um motor. Como resultado, a reatância indutiva e a diferença de fase entre I e V são reduzidas. Consequentemente, essa redução ajuda o motor a gerar alto torque de comando. O diagrama do motor de indução do anel deslizante é mostrado abaixo.

Diagrama de conexão do motor de indução do anel deslizante

Diagrama de conexão do motor de indução do anel deslizante

Por que os anéis deslizantes são usados ​​em um motor de indução?

Escorregar é definido como a diferença entre a velocidade do fluxo e a velocidade do rotor. Para um motor de indução produzir torque, pelo menos alguma diferença deve existir entre a velocidade do campo do estator e a velocidade do rotor. Essa diferença é chamada de 'escorregamento'. The Slip Ring ”é um dispositivo eletromecânico que auxilia na transmissão de energia e sinais elétricos de um componente estacionário para um rotativo.

Os anéis deslizantes também são conhecidos como interfaces elétricas rotativas, juntas elétricas rotativas, articulações ou anéis coletores. Às vezes, com base na aplicação, o anel coletor requer uma largura de banda maior para transmitir dados. Os anéis deslizantes melhoram a eficiência e o desempenho de um motor, melhorando a operação do sistema e eliminando fios que ficam pendurados nas juntas do motor.

Cálculo da resistência do motor de indução do anel deslizante

O pico de torque ocorre se

r = Smax. XI)

Onde, Smax = escorregamento no torque de tração

X = Indutância de um rotor

r = resistência do enrolamento do rotor

Adicionando resistência externa R à equação (I),

r + R = (Smax) ’. X —— (ii)

Da equação (i) e (ii),

R = r (S ’máx / Smax - 1) —— (iii)

Por definição de Smax, obtemos Smax = 1 - (Nmax / Ns) —— (iv)

Colocando S’max = 1 na equação (iii), obtemos

R = r. (1 / Smax-1) —— (v)

Digamos, Ns = velocidade síncrona de 1000 rpm e torque de retirada acontece a 900 rpm, a equação (iv) reduz para Smax = 0,1 (ou seja, escorregamento de 10%)

Substitua na equação (v),

R = r. (1 / 0,1 - 1)

R = 9. r

'R' é medido usando um multímetro. O valor da resistência de 9 vezes maior do que a resistência do rotor do anel deslizante é conectado externamente para experimentar o torque máximo de partida.

Controle de velocidade do motor de indução do anel deslizante

O controle de velocidade deste motor pode ser feito usando dois métodos que incluem o seguinte.

Efeito da adição de resistência externa

Geralmente, a iniciação desses motores ocorre quando ele puxa a tensão da linha completa, que é 6 a 7 vezes maior do que a corrente de carga total. Esta alta corrente pode ser controlada por resistência externa conectada em série com o circuito do rotor. A resistência externa atua como um reostato variável durante o kick-off do motor e ajusta automaticamente a alta resistência para obter a corrente de partida necessária.

A resistência externa reduz a alta resistência assim que o motor obtém velocidade normal e aumenta o torque de partida de um motor. O ajuste da resistência externa também ajuda a diminuir a corrente do rotor e do estator, mas melhora o fator de potência de um motor.

Usando o Circuito Tiristor

O circuito liga / desliga do tiristor é outra maneira de controlar a velocidade de um motor. Neste método, a corrente CA do rotor é conectada a uma ponte retificadora trifásica e conectada à resistência externa por meio de um filtro. O tiristor é conectado através da resistência externa e é ligado / desligado em alta frequência. A relação entre o tempo ligado e o desligado estima o valor real da resistência do circuito do rotor que ajuda a controlar a velocidade de um motor, controlando as características de torque-velocidade.

Diferença entre motor de indução de gaiola de esquilo e anel deslizante

A diferença entre esses dois motores é discutida abaixo.

Motor de anel deslizante Motor em gaiola de esquilo
Tem um rotor do tipo feridaSeu rotor é do tipo gaiola de esquilo
O rotor possui núcleo cilíndrico e ranhuras paralelas, em que cada ranhura possui uma barraOs slots não são paralelos uns aos outros
A construção é complicada por causa de anéis coletores e escovasA construção é simples
O circuito de resistência externa está conectado a um motorNenhum circuito de resistência externa, pois as barras do rotor estão completamente fendidas
O torque inicial é altoTorque é baixo
A eficiência é baixaEficiência é alta

Vantagens e desvantagens do motor de indução de anel deslizante

As vantagens são

  • Alto e excelente torque de partida para suportar cargas de alta inércia.
  • Tem uma baixa corrente de partida devido à resistência externa
  • Pode receber corrente de carga total 6 a 7 vezes maior

As desvantagens são

  • Inclui custos de manutenção mais elevados devido a escovas e anéis coletores em comparação com o motor de gaiola de esquilo
  • Construção intrincada
  • Alta perda de cobre
  • Baixa eficiência e baixo fator de potência
  • Caro do que motor de indução em gaiola de esquilo trifásico

Formulários

Alguns dos aplicações de motor de indução de anel deslizante estamos

  • Esses motores são usados ​​onde um torque mais alto e uma corrente de partida baixa são necessários.
  • Usado em aplicações como elevadores, compressores, guindastes, transportadores, guinchos e muitos mais

FAQs

1). O que é escorregar em um motor elétrico?

O escorregamento é definido como a diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade operacional, na mesma frequência.

2). Onde os motores de indução em gaiola de esquilo são usados?

Eles são usados ​​em bombas centrífugas, grandes sopradores e ventiladores, para operar correias transportadoras, etc.

3). O que é um motor de indução de anel deslizante?

Um motor com um rotor do tipo enrolado é conhecido como motor de indução de anel coletor. Além disso, os enrolamentos do rotor são conectados por meio de anéis coletores à resistência externa.

4). Cite uma desvantagem do motor de indução de anel deslizante e motor de indução de gaiola de esquilo

As desvantagens são grandes perdas de cobre e baixo torque

5). Qual é a utilidade da resistência externa em motores de indução de anel deslizante?

A resistência externa atua como um reostato variável durante o kick-off do motor e ajusta automaticamente a alta resistência para obter a corrente de partida necessária.

Assim, este artigo discute uma visão geral do anel deslizante motor de indução, a diferença entre motor de indução de anel deslizante e motor de indução de gaiola de esquilo, aplicações, vantagens e desvantagens. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um motor de indução de anel coletor?