Por que um motor de indução consome mais corrente no arranque do que em funcionamento?

Um motor de indução (Induction Motor) consome mais corrente durante a partida do que durante a operação devido às características eletromagnéticas internas do motor na fase de partida. Aqui está uma explicação detalhada:

1. Alta Demanda de Corrente Durante a Partida

1.1 Estabelecimento Inicial do Fluxo

Sem Campo Rotativo Inicial: Na partida, o rotor está parado e não possui um campo magnético rotativo inicial. O campo magnético rotativo produzido pelo estator precisa estabelecer um fluxo magnético no rotor.

Corrente Induzida Elevada: Para estabelecer este fluxo inicial, o estator deve gerar um campo magnético forte, o que causa uma grande corrente a fluir através das bobinas do estator.

1.2 Fator de Potência Baixo

Corrente Defasada: Na partida, como o rotor ainda não está girando, existe uma grande diferença de fase entre a corrente do rotor e a corrente do estator, resultando em um fator de potência muito baixo.

Demanda de Potência Reativa: Um fator de potência baixo significa que a maior parte da corrente é corrente reativa, usada para estabelecer o campo magnético em vez de realizar trabalho útil.

2. Baixa Demanda de Corrente Durante a Operação

2.1 Aproximação à Velocidade Síncrona

Estabelecimento do Campo do Rotor: À medida que o motor começa a girar e gradualmente se aproxima da velocidade síncrona, o fluxo magnético no rotor também é estabelecido.

Deslizamento Reduzido: O deslizamento é a diferença entre a velocidade do rotor e a velocidade síncrona. À medida que o deslizamento diminui, a corrente do rotor também diminui.

2.2 Fator de Potência Maior

Diferença de Fase Reduzida: À medida que a velocidade do motor aumenta, a diferença de fase entre a corrente do rotor e a corrente do estator diminui, melhorando o fator de potência.

Potência Ativa Aumentada: Um fator de potência maior significa que mais da corrente é usada para realizar trabalho útil, reduzindo a demanda por corrente reativa.

3. Comparação da Corrente de Partida e da Corrente de Operação

Corrente de Partida: Geralmente, a corrente de partida de um motor de indução pode ser de 6 a 8 vezes a corrente nominal de operação, ou até mais.

Corrente de Operação: Durante a operação normal, a corrente do motor estabiliza perto do valor nominal, significativamente menor que a corrente de partida.

4. Estratégias de Partida

Para reduzir a alta demanda de corrente durante a partida e minimizar o impacto na rede elétrica e no próprio motor, várias estratégias de partida são comumente utilizadas:

Partida Direta na Linha (DOL):

Conectar diretamente o motor à fonte de alimentação, adequado para motores pequenos.

Partida Estrela-Triângulo:

Conectar o motor em configuração estrela durante a partida para reduzir a corrente de partida, depois mudar para a configuração triângulo quando uma certa velocidade for atingida para a operação normal.

Partida Suave:

Usar retificadores controlados por silício (SCRs) ou outros dispositivos eletrônicos para aumentar gradualmente a tensão do motor, proporcionando um processo de partida suave e reduzindo a corrente de partida.

Inversor de Frequência (VFD):

Ajustar a frequência e a tensão do motor para alcançar uma partida suave e controle de velocidade.

Resumo

Um motor de indução consome mais corrente durante a partida porque precisa estabelecer um fluxo magnético inicial no rotor, e o fator de potência é muito baixo nesta fase. À medida que a velocidade do motor aumenta, o campo magnético do rotor é estabelecido, o deslizamento diminui e o fator de potência melhora, fazendo com que a corrente diminua para níveis normais de operação. Usando estratégias de partida apropriadas, a corrente de partida elevada pode ser efetivamente reduzida, minimizando o impacto na rede elétrica e no motor.