Num motor de indução trifásico, explique em que consiste o arranque estrela-triângulo de um motor de indução trifásico. Identifique as vantagens e desvantagens desta metodologia. Que alternativas mais eficientes conhece para realizar o arranque de motores de indução trifásicos?
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente explicar o arranque estrela-triângulo em motores de indução trifásicos, listar vantagens e desvantagens desse método e citar alternativas mais eficientes. O conteúdo é de Máquinas Elétricas (arranque de motores), e a gente vai precisar lembrar que:
- Num sistema trifásico, a tensão de linha é
e a tensão de fase (quando ligado em estrela) é . - Torque e corrente de arranque variam com o quadrado e a primeira potência da tensão aplicada, respectivamente.
Passo 2
O que é o arranque estrela-triângulo?
- Você liga o motor em estrela (Y) por alguns segundos. Nesse modo, cada fase do enrolamento “vê” apenas
, então a corrente de arranque cai para cerca de e o torque de partida cai para cerca de se comparado ao arranque direto em delta (Δ). - Após um tempo pré-ajustado num temporizador, a chave comuta para o modo Δ, aplicando a tensão de linha
em cada enrolamento. Aí o motor fica com o torque e a corrente nominais.
Passo 3
Vantagens do arranque estrela-triângulo
- Reduz significativamente a corrente de pico no arranque (cerca de 1/√3 do valor direto).
- Projeto simples: usa só três contatores e um temporizador, sem eletrônica cara.
- Custo relativamente baixo e tecnologia madura.
Passo 4
Desvantagens do arranque estrela-triângulo
- Torque de arranque muito menor (
), pode não ser suficiente para cargas pesadas. - A comutação estrela→delta cria um “pulo” de torque e corrente, causando picos mecânicos e elétricos.
- Não dá ajuste fino: só tem duas etapas (baixa tensão e depois plena).
- Não serve para motores que já estão girando embaixo de carga no momento da troca.
Passo 5
Alternativas mais eficientes
- Autotransformador de partida: fornece tensão reduzida ajustável, gerando corrente e torque intermediários; ainda mecânico, mas com mais passos que estrela-triângulo.
- Soft-starter (chave de tiristores): faz rampa controlada de tensão, permitindo partida suave e sem picos bruscos.
- Inversor de frequência (VFD): controla tensão e frequência durante toda a partida, fornece torque máximo sem picos de corrente e ainda permite variação de velocidade.
Resposta
O arranque estrela-triângulo liga primeiro as bobinas em estrela para cortar a tensão por
, reduzindo corrente e torque de arranque a cerca de um terço. Após um tempo, comuta para delta, garantindo torque nominal. Vantagens: redução de corrente, simplicidade e baixo custo. Desvantagens: torque inicial baixo, picos na comutação e falta de gradação de partida. Alternativas mais modernas e eficientes incluem autotransformadores, soft-starters de tiristores e inversores de frequência.