6.8 Descreva as características e usos dos motores de indução de rotor bobinado e de cada uma das classes de projeto NEMA dos motores de gaiola de esquilo.

Passo 1

O enunciado pede para descrever as principais características construtivas, o comportamento de partida e de operação, e as aplicações típicas de dois tipos de motor de indução trifásico:
  1. O motor de indução de rotor bobinado (ou de anéis. \r
  2. Os motores de gaiola de esquilo, divididos pelas classes de projeto NEMA Design A, B, C e D.
Para isso precisamos lembrar como funciona a indução em rotor bobinado (uso de anéis e resistências externas para controlar torque e corrente) e as curvas características de cada “Design” NEMA (torque de partida, corrente de partida, torque de pico e escorregamento).

Passo 2

O motor de indução de rotor bobinado tem no rotor três bobinas semelhantes às do estator, cujos terminais vêm a sulco externo num conjunto de anéis deslizantes. Ligando-se resistências externas ajustáveis entre esses anéis e o circuito rotor‐terra, obtém‐se:
– Aumento de torque de partida, pois adicionamos resistência que desloca o pico de torque para escorregamentos maiores.
– Redução da corrente de partida, já que parte da queda de tensão ocorre nas resistências externas.
– Controle de velocidade em regime (variando a resistência, altera‐se o escorregamento de operação).
Aplicações típicas: arrancamentos muito pesados ou frequentes (moinhos, correias transportadoras, prensas, guindastes, laminadores), onde é preciso alto torque inicial com limitação de corrente.

Passo 3

O NEMA Design A caracteriza‐se por:
– Rotor tipo gaiola padrão ou de barra profunda (deep‐bar), sem restrição de aquecimento em curto‐circuito.
– Torque de partida moderado a alto \approx150\% do torque nominal), corrente de partida relativamente elevada, e escorregamento nominal baixo ( \approx3\% 5\%.
– Torque de pico (breakdown) alto, sem limitação térmica para curto‐circuito.
Usos: acionamentos gerais sem exigência de limitação rígida de corrente ou torque muito elevado, como ventiladores, bombas centrífugas, compressores.

Passo 4

O NEMA Design B é o mais comum para uso geral e apresenta:
– Rotor de gaiola simples, dimensões e barras padrão.
– Torque de partida normal ( \approx125\% 150\% do torque nominal) e corrente de partida moderada.
– Escorregamento nominal em torno de \,3\% 5\%, breakdown torque típico \approx250\% 300\% do torque nominal.
Aplicações: máquinas de uso diário (bombas, ventiladores, pequenas correias, compressores leves), onde não há picos de carga muito agressivos.

Passo 5

O NEMA Design C oferece:
– Rotor de gaiola de barras profundas ou duplas, projetado para alto torque de partida e baixa corrente.
– Torque de partida elevado ( \approx275\% 325\% do torque nominal), corrente de partida relativamente baixa ( \approx600\% da corrente nominal) e escorregamento nominal em torno de 5\%.
– Breakdown torque similar ou um pouco acima do de Design B.
Usos: cargas de partida pesada com limitação de corrente, como elevadores, transportadores de correia carregados, compressores maiores.

Passo 6

O NEMA Design D é a classe de altíssimo torque e escorregamento, com:
– Rotor de gaiola com barras altamente resistivas (às vezes em duplo perfil) para gerar grande torque inicial.
– Torque de partida muito alto \approx350\% 450\% do torque nominal), corrente de partida baixa a moderada, e escorregamento nominal elevado ( \approx8\% 12\%.
– Breakdown torque muito alto, mas não recomendado para operação contínua em curto‐circuito (limitação térmica).
Aplicações: equipamentos de grande inércia e que precisam vencer cargas muito pesadas no arranque — britadores, guindastes pesados, laminadores, prensas de grande porte, compressores de alta carga.

Resposta

Motor de rotor bobinado: rotor bobinado com anéis para inserir resistências externas, permitindo alto torque de partida, baixa corrente inicial e controle de velocidade por variação de escorregamento; usado em moinhos, guindastes e aplicações pesadas.
NEMA Design A: rotor de gaiola padrão ou deep-bar, torque de partida moderado \approx150\%, corrente de partida elevada e baixo escorregamento \approx3\% 5\%; uso geral em bombas, ventiladores e compressores.
NEMA Design B: rotor de gaiola simples, torque e corrente de partida normais \approx125\% 150\%, escorregamento \approx3\% 5\%; o mais comum em aplicações gerais.
NEMA Design C: rotor deep-bar ou duplo, alto torque de partida \approx275\% 325\%, corrente de partida reduzida, escorregamento \approx5\%; para transportadores, elevadores e cargas pesadas com limitação de corrente.
NEMA Design D: rotor de alta resistência, torque de partida muito alto \approx350\% 450\%, escorregamento elevado \approx8\% 12\%; ideal para cargas de grande inércia e arranques muito pesados (britadores, prensas, guindastes pesados).

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