Início de um Motor de Indução

Motores de Indução Trifásicos: Mecanismo de Auto-Início e Métodos de Início

Um motor de indução trifásico é inerentemente auto-iniciável. Quando a alimentação elétrica é conectada ao estator de um motor de indução trifásico, um campo magnético rotativo é gerado. Este campo magnético rotativo interage com o rotor, fazendo-o começar a girar e iniciando a operação do motor de indução. No momento do início, o deslizamento do motor é igual a 1, e a corrente de partida é significativamente alta.

O papel de um dispositivo de partida em um motor de indução trifásico vai além da mera partida. Ele serve duas funções principais:

1. Limitação de Corrente: Reduz a substancial corrente de partida, que, se não for controlada, pode causar danos aos enrolamentos do motor, superaquecer componentes elétricos e criar quedas de tensão no sistema de alimentação.

2. Proteção: Fornece salvaguardas essenciais contra sobrecargas, que ocorrem quando o motor retira corrente excessiva devido a estresse mecânico ou condições de operação anormais, e situações de sub-tensão, onde uma queda na tensão de alimentação pode levar a operação ineficiente do motor ou até mesmo parada.

Existem duas abordagens fundamentais para iniciar um motor de indução trifásico. Um método envolve conectar o motor diretamente à tensão total de alimentação. A outra abordagem consiste em aplicar uma tensão reduzida ao motor no início. É importante notar que o torque produzido por um motor de indução é proporcional ao quadrado da tensão aplicada. Consequentemente, um motor gera significativamente mais torque quando iniciado com tensão total comparado a quando é iniciado com tensão reduzida.

Para motores de indução de gaiola, amplamente utilizados em aplicações industriais e comerciais, existem três métodos principais de partida:

Métodos de Partida para Motores de Indução
Iniciador Direto na Linha

O método de iniciador direto na linha (DOL) para motores de indução é conhecido por sua simplicidade e custo-benefício. Com esta abordagem, o motor é conectado diretamente à tensão total de alimentação. Este método simples é tipicamente empregado para motores pequenos com potência de até 5 kW. Usando um iniciador DOL para esses motores menores, as possíveis flutuações na tensão de alimentação podem ser minimizadas, garantindo a operação estável do sistema elétrico.

Iniciador Estrela-Delta

O iniciador estrela-delta é um dos métodos mais comuns e amplamente adotados para iniciar motores de indução trifásicos. Na operação normal, os enrolamentos do estator do motor são configurados em uma conexão delta. No entanto, durante a fase de partida, os enrolamentos são inicialmente conectados em uma configuração em estrela. Esta conexão em estrela reduz a tensão aplicada a cada enrolamento, limitando assim a corrente de partida. Uma vez que o motor ganhou velocidade suficiente, os enrolamentos são então trocados para a conexão delta, permitindo que o motor opere com seu desempenho nominal completo.

Iniciador Autotransformador

Autotransformadores podem ser usados em configurações em estrela ou delta. Sua função principal no contexto da partida de motores de indução é limitar a corrente de partida. Ajustando a razão de espiras do autotransformador, a tensão fornecida ao motor durante a partida pode ser reduzida. Esta redução controlada de tensão ajuda a mitigar a alta corrente de entrada que ocorre quando o motor é energizado pela primeira vez, protegendo tanto o motor quanto o sistema de alimentação elétrica.

Os iniciadores direto na linha, estrela-delta e autotransformador são especificamente projetados para motores de indução de rotor de gaiola, que são prevalentes em uma ampla gama de aplicações industriais e comerciais devido à sua construção robusta e operação confiável.

Método de Partida do Motor de Indução com Anéis Deslizantes

Para motores de indução com anéis deslizantes, o processo de partida envolve conectar a tensão total de alimentação através do iniciador. O design único dos motores com anéis deslizantes, com seus circuitos de rotor externos, permite um controle adicional durante a partida. O diagrama de conexão de um iniciador de motor de indução com anéis deslizantes fornece uma representação visual de como os vários componentes interagem para facilitar o processo de partida, permitindo uma melhor compreensão de sua operação e mecanismos de controle.

Ao iniciar um motor de indução com anéis deslizantes, a resistência total de partida é inicialmente conectada no circuito do rotor. Isso efetivamente reduz a corrente de alimentação retirada pelo estator, minimizando a corrente de entrada que poderia, de outra forma, estressar o sistema elétrico e o próprio motor. À medida que a alimentação elétrica energiza o motor, o rotor começa a girar.

À medida que o motor acelera, as resistências do rotor são sistematicamente reduzidas em etapas. Esta redução gradual das resistências é cuidadosamente coordenada com o aumento da velocidade de rotação do motor. Ao fazer isso, o motor pode aumentar suavemente sua velocidade, mantendo características de torque ótimas.

Uma vez que o motor atinge sua velocidade nominal sob carga total, todas as resistências de partida são completamente removidas do circuito. Neste ponto, os anéis deslizantes são curto-circuitados. Este curto-circuito permite que o motor opere com máxima eficiência, pois elimina a resistência adicional que era necessária apenas durante a fase de partida, permitindo que o motor entregue seu desempenho nominal completo.