(d) Explique o que é um rotor de dupla gaiola de esquilo. Porque é usado? Quais são suas vantagens e desvantagens? Que classe(s) de projeto NEMA pode(m) ser construído(s) com ele?
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede para a gente explicar o que é um rotor de dupla gaiola de esquilo, por que ele existe, prós e contras, e em que classe(s) NEMA esse tipo de máquina costuma se encaixar. Estamos no campo de máquinas de indução, mais especificamente falando de rotor de gaiola (ou “squirrel-cage”). Para resolver, vamos precisar entender como funciona o rotor normal, por que às vezes não é suficiente, e como a dupla gaiola melhora o desempenho.
Passo 2
O que é rotor de dupla gaiola de esquilo?
Imagina um rotor de gaiola normal: barras de alumínio ou cobre em curto-circuito nas extremidades. No rotor dupla gaiola, em cada fenda ele tem duas séries de barras:
Imagina um rotor de gaiola normal: barras de alumínio ou cobre em curto-circuito nas extremidades. No rotor dupla gaiola, em cada fenda ele tem duas séries de barras:
- Uma barra externa, com baixa resistência (R_externa) e alta reatância.
- Uma barra interna, com alta resistência (R_interna) e baixa reatância.
Quando o motor está parado (ou em baixas velocidades), o deslizamento s é quase 1. A corrente circula preferencialmente pelas barras internas, que têm resistência maior e geram um torque de partida bem maior. Conforme a rotação sobe (s → 0), a impedância das barras externas, que tem menos resistência, domina, reduzindo perdas e melhorando a eficiência em regime.
Passo 3
Vantagens e desvantagens
Vantagens:
Vantagens:
- Torque de partida elevado, sem precisar de partida externa.
- Corrente de partida relativamente baixa (comparado ao rotor simples de gaiola de baixa resistência).
- Bom compromisso entre desempenho de partida e eficiência em regime nominal.
Desvantagens:
- Construção um pouco mais cara e mais complexa (duas gaiolas em vez de uma).
- Tamanho e peso podem ser maiores.
- Difícil de fabricar e controlar as dimensões das barras para atingir exatamente o desempenho desejado.
Passo 4
Classes de projeto NEMA possíveis
O rotor de dupla gaiola costuma ser empregado para alcançar características de partida maiores que a classe B e sem sacrificar muito a eficiência em regime. Em geral:
O rotor de dupla gaiola costuma ser empregado para alcançar características de partida maiores que a classe B e sem sacrificar muito a eficiência em regime. Em geral:
- Classe C: torque de partida médio-alto.
- Classe D: torque de partida muito alto e corrente de partida relativamente baixa.
Na prática, o design dupla gaiola é quase um “curinga” para chegar na classe D, mas também pode ser ajustado para o patamar da classe C.
Resposta
Um rotor de dupla gaiola de esquilo tem duas camadas de barras (interna e externa) para equilibrar torque de partida forte e boa eficiência em regime. Ele é usado quando se quer alto torque inicial e não dá para usar inversor ou partidas especiais. Vantagens: mais torque de partida e menor corrente de partida do que rotor simples de baixa resistência; desvantagens: construção mais complexa e cara. Normalmente serve para máquinas NEMA das classes C e, principalmente, D.