O que é um Motor de Indução Gaiola de Esquilo?

O que é um Motor de Indução com Gaiola de Esquilo?

Definição do motor de indução com gaiola de esquilo

Um motor de indução com gaiola de esquilo é um motor com um rotor que se assemelha a uma gaiola de esquilo e opera com base no eletromagnetismo. O rotor é uma montagem cilíndrica laminada de aço contendo um metal altamente condutor, como alumínio ou cobre. Quando a corrente alternada flui pelos enrolamentos do estator, isso cria um campo magnético rotativo. O processo induz uma corrente elétrica no rotor, que cria seu próprio campo magnético, o qual interage com o campo do estator para criar torque.

Princípio de funcionamento

Quando uma alimentação trifásica é fornecida ao enrolamento do estator, ela estabelece um campo magnético rotativo no espaço. A velocidade na qual o campo magnético rota é chamada de velocidade síncrona.

Este campo magnético rotativo induz uma tensão nas hastes do rotor, então a corrente de curto-circuito começa a fluir nas hastes do rotor. Essas correntes no rotor geram um campo magnético próprio que interagirá com o campo magnético do estator. Agora, o campo do rotor tentará fazer o oposto de sua causa, então o rotor começa a seguir o campo magnético rotativo.

Quando o rotor captura o campo magnético rotativo, a corrente no rotor cai para zero, pois não há mais movimento relativo entre o campo magnético rotativo e o rotor. Portanto, nesse momento, a força tangencial no rotor é zero, então o rotor é temporariamente desacelerado. Após o rotor ser desacelerado, o movimento relativo entre o rotor e o campo magnético rotativo é reestabelecido, então a corrente no rotor é induzida novamente. Como resultado, a força tangencial da rotação do rotor recupera-se novamente, de modo que o rotor começa a seguir o campo magnético rotativo novamente, mantendo assim uma velocidade constante que é apenas menor que a velocidade do campo magnético rotativo ou a velocidade de sincronismo.

A escorregagem mede a diferença de velocidade entre o campo magnético rotativo e o rotor. A frequência da corrente no rotor é igual à escorregagem multiplicada pela frequência da alimentação.

Estrutura do motor de indução com gaiola de esquilo

O motor de indução com gaiola de esquilo consiste nas seguintes partes:

• Estator

• Rotor

• Ventilador

• Rolamento

Estator

Consiste em um enrolamento trifásico com núcleo de ferro e uma carcaça metálica. A posição do enrolamento faz com que ele seja elétrica e mecanicamente 120o, exceto no espaço. Os enrolamentos são montados em um núcleo de ferro laminado e fornecem um caminho de baixa resistência para o fluxo magnético gerado pela corrente alternada.

Rotor

É a parte do motor que irá girar para fornecer uma saída mecânica a partir de uma determinada quantidade de energia elétrica. A potência nominal do motor é indicada em cavalos de potência na placa de identificação. Consiste em um eixo, barras de cobre/alumínio em curto-circuito e um núcleo de ferro. O núcleo do rotor é laminado para evitar perdas de potência devido a correntes parasitas e histerese. Os condutores são inclinados para evitar o efeito de travamento durante a operação de partida e para fornecer uma melhor taxa de conversão entre o estator e o rotor.

Ventilador

O ventilador está anexado à parte traseira do rotor para fornecer troca de calor, mantendo a temperatura do motor dentro dos limites.

Rolamento

Os rolamentos são fornecidos como base para o movimento do rotor e mantêm a rotação suave do motor.

Aplicação do motor de indução com gaiola de esquilo

• Bomba centrífuga

• Acionamentos industriais (por exemplo, para operar esteiras transportadoras)

• Grande soprador e ventilador

• Ferramenta de máquina

• Tornos e outros equipamentos de torneamento

Vantagens dos motores de indução com gaiola de esquilo

• São de baixo custo

• Requerem menos manutenção (porque não possuem anéis de deslizamento ou escovas)

• Boa regulagem de velocidade (mantêm uma velocidade constante)

• Alta eficiência na conversão de energia elétrica em energia mecânica (durante a operação, não na partida)

• Melhor regulação térmica (ou seja, não aquecem tanto)

• Compacto e leve

• À prova de explosão (porque não há escova para eliminar o risco de faíscas)

Desvantagens dos motores de indução com gaiola de esquilo

• O controle de velocidade é muito ruim

• Embora sejam muito eficientes em termos de energia quando operam em carga total, consomem muita energia durante a partida

• São mais sensíveis a flutuações na tensão de alimentação. Quando a tensão de alimentação é reduzida, a máquina de indução consome mais corrente. Durante sobretensões, o aumento de tensão satura os componentes magnéticos do motor de indução com gaiola de esquilo

• Possuem características de alta corrente de partida e diferença de torque de partida (a corrente de partida pode ser 5-9 vezes a corrente de carga total; o torque de partida pode ser 1,5-2 vezes o torque de carga total)

Mudança de design

Alterando a forma das hastes do rotor, as características de desempenho do motor, como velocidade e torque, podem ser facilmente personalizadas para atender a requisitos específicos.

Resumo

Ao escolher um motor de indução com gaiola de esquilo, é necessário considerar fatores como tipo de carga, requisitos de alimentação e tensão, condições ambientais e climáticas, nível de proteção e requisitos à prova de explosão, manutenção e requisitos de serviço. Primeiramente, de acordo com o tipo de carga real, deve-se escolher o motor apropriado, por exemplo, para cargas de alto torque e baixa velocidade, pode-se escolher um motor de grande potência; para cargas de alta velocidade e baixo torque, escolha um motor de pequena potência. Ao mesmo tempo, é necessário considerar os requisitos de alimentação e tensão, de modo que os níveis de potência e tensão do motor sejam compatíveis com os cenários de aplicação reais.