Enrolamento de Motores

8/18/2019 Enrolamento de Motores

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Máquinas elétricas

Enrolamento de motores

Uma tarefa comum para o eletricista de manutenção industrial é avaliar o estado dos

enrolamentos dos motores e determinar se há condições de uso do enrolamento, ou se

há necessidade de rebobinar o motor.

Neste capítulo voc aprenderá toda a teoria necessária ! interpretação do esquema

elétrico do enrolamento e os passos práticos necessários ! e"ecução do enrolamento.

#ara aprender esses conte$dos com mais facilidade, voc deverá ter conhecimentos

anteriores sobre eletroma%netismo, corrente alternada trifásica, indut&ncia e potncia

em '(.

Esquemas de bobinados

)squemas de bobinados são desenhos nos quais se representam bobinados de

estatores de modo a demonstrar os detalhes essenciais de cada circuito.

*s esquemas mais comuns são os planificados. )les representam um estator como se

estivesse cortado e estendido sobre um plano, com todos os %rupos de bobinas decone"ões.

+)N(-+# - N/(N) 01


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)"istem também os esquemas frontais ou circulares e os simplificados. *s esquemas

frontais são construídos a partir da frente do bobinado e apresentam todas as ranhuras

e bobinas.

*s esquemas indicam, através de traços, a posição relativa das bobinas e suas

interli%ações no con2unto que forma a estrutura elétrica do motor.

*s traços devem ser diferentes, ou se2a,

%rossos, finos, pontilhados, trace2ados etc., ou

de cores diversas quando se quer representar3

• 4obinados pertencentes a diferentes fases5

• 4obinados com diferentes funções.

Formação de um pólo

Um p6lo é formado por uma ou mais bobinas

li%adas em série de modo que a corrente

circule sempre no mesmo sentido. 7essa

maneira, os campos ma%néticos ori%inados

em cada bobina somam-se. 8i%ura ao lado.

Observação

+)N(-+# - N/(N)09


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Na fi%ura anterior, as ranhuras 1 e 9 formam um p6lo, e as ranhuras : e ; formam

outro.

Polarização

Um motor elétrico tem, no mínimo, um par de p6los3 norte e sul. )sse par de p6los é

formado pela li%ação de dois %rupos de bobinas.

Num dos %rupos, o sentido da corrente é i%ual ao do movimento dos ponteiros do

rel6%io5 é o p6lo norte.

No outro, o sentido da corrente é contrário ou anti-horário5 é o p6lo sul.

Pólos ativos

#6los ativos são p6los criados a partir de li%ação de %rupos de bobinas. )ssas li%ações

são feitas uma ao contrário da outra. +e houver dois %rupos de bobinas, haverá dois

p6los ativos.

+)N(-+# - N/(N) 0:


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Pólos conseqüentes

#6los conseq? ranhuras, @ p6los, com bobinado,

meio-imbricado de um lado de bobina por ranhura, uma bobina por p6lo e duas

bobinas por fase.

Nos centros de cada bobina de uma mesma fase formam-se dois p6los chamados

norte, e nos espaços e"istentes entre as bobinas criam-se os p6los opostos, chamados

sul.

+)N(-+# - N/(N)0;


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Representação do esquema frontal de um motor trifásico de quatro pólos

(s bobinas de todo o motor trifásico são li%adas de modo a formar trs enrolamentos

separados, chamados fases.

(s trs fases tm o mesmo n$mero de bobinas. sto si%nifica que o n$mero de bobinas

por fase será i%ual a um terço do n$mero total de bobinas e"istentes no motor.

* esquema a se%uir corresponde ao de um motor de ?@ ranhuras, @ p6los, com

bobinado meio-imbricado, uma bobina por p6lo e @ bobinas por fase.

Interpretação do esquema

'ada fase é representada por linhas de traços diferentes. Neste caso, o passo da

bobina é > a 9. (s bobinas são em n$mero de quatro, formando @ p6los ativos em cada

fase.

( polari=ação é feita em cada enrolamento ou fase. 'ada fase forma quatro p6los5 a

corrente circula em sentido contrário ao do %rupo anterior.

(s cone"ões de polari=ação para a fase ( são feitas entre os círculos 9 e >?, : e >A,

>; e ?@5 para a fase 4, entre os círculos >B e >9, >> e >:, ?? e A5 para a fase ', entre

os círculos >@ e ?B, >1 e ?>, ? e ;.

+)N(-+# - N/(N) 00


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(s entradas e saídas dos bobinados correspondentes a cada fase são dadas pelos

círculos > e >0, 1 e ?A, 0 e A.

(s letras U, C, D EentradasF, G, H e I EsaídasF são usadas como norma internacional

para os motores trifásicos.

)ssas letras são correspondentes a n$meros, ou se2a3

• 8ase ( - U e G ou > e @5

• 8ase 4 - C e H ou ? e 15

• 8ase ' - D e I ou A e 9.

Enrolamento meioimbricado de motor trifásico

* enrolamento meio-imbricado é um dos mais usados pelos fabricantes de motores

pequenos e médios. +ua monta%em é muito simples e economi=a tempo de e"ecução

do enrolamento, além de permitir fácil ventilação.

* enrolamento meio-imbricado leva esse nome porque não se%ue a sucessão e"ata

das bobinas do enrolamento imbricado.

(s bobinas do enrolamento-meio imbricado são todas do mesmo tamanho.

Ce2a na fi%ura abai"o o canal em corte transversal.

+)N(-+# - N/(N)>BB


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)sse tipo de enrolamento não é recomendado para motores %randes porque suas

bobinas ficam muito %rossas e oferecem peri%o de curto-circuito nos cru=amentos.

* enrolamento meio-imbricado é aquele que tem um lado da bobina por ranhura, e seu

n$mero de bobinas é a metade do n$mero de ranhuras e"istentes, porque cada um

dos lados da bobina ocupa uma ranhura inteira. )m conseq? ranhuras, terá 9 bobinas, porque

?

>? Nb =

Nesse motor, a primeira bobina ocupa as ranhura > e 9, a se%unda, A e ; e assim por

diante, até a >?J bobina que ocupa as ranhuras >> e @.

(s bobinas desse rolamento tm a mesma forma e tamanho. )las são usadas em

estatores ou rotores de ranhuras abertas ou semi-abertas. Ce2a a fi%ura abai"o.

E!ecução

#ara e"ecutar o esquema do enrolamento trifásico de um estator ou de um rotor, é

necessário conhecer os dados descritos a se%uir3

>. Passo polar "#p$ #asso polar é a dist&ncia entre dois p6los consecutivos ou a

quantidade de ranhuras ocupada por um p6lo. K também a re%ião da influncia

ma%nética do %rupo de bobinas.

+)N(-+# - N/(N) >B>


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* passo vale sempre >;BL elétricos. )quivale, em n$mero de ranhuras, a3

p

Nr Hp =

*nde3• Hp é o passo polar5

• Nr é o n$mero de ranhuras do estator5

• p é o n$mero de p6los do motor.

( fi%ura abai"o mostra o esquema do passo polar para motor de ? p6los e motor de @

p6los.

?. Passo de bobina "#b$ #asso de bobina é o n$mero de ranhuras que se pulam

para encai"ar a bobina.

* passo da bobina depende do n$mero de ranhuras em relação ao n$mero de

p6los.

* passo da bobina pode ser inteiro EHbiF, fracionário EHbfF ou superior EHbsF.

* passo fracionário ou curto é i%ual a apro"imadamente @O1 do passo polar, ou

se2a3

1

@ .HpHbf =

* passo superior é i%ual a apro"imadamente 9O1 do passo polar, ou se2a3

1

9 .HpHbs =

+)N(-+# - N/(N)>B?


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Observação

#ara determinar o passo das bobinas é preciso observar as possibilidades de

bobina%em determinadas pelo tipo de enrolamento. )sse enrolamento pode ser

meio-imbricado, imbricado, em cadeia ou pro%ressivo. 'ada um tem características

pr6prias que determinarão o passo das bobinas.

* enrolamento meio-imbricado não aceita passo de bobina ímpar.

A. %rupo de bobinas "q$ K o resultado da divisão da quantidade de bobinas ENbF

pelo n$mero de p6los EpF ve=es o n$mero de fases EfF.

f .p

Nb q =

@. %rau el&trico total "%E'$ K o resultado da multiplicação de >;BL ) pelo n$mero

de p6los do motor, ou se2a, P) Q >;BL . #

Observação

+e o motor tiver dois p6los, os %raus elétricos coincidirão com %raus %eométricos,

ou se2a3

A9BL ) Q A9BL %eométricos.

1. %raus el&tricos por ran(ura "%E)r$ K a quantidade de %raus elétricos que e"iste

entre uma ranhura e outra3

Nr

P) r OP) =

9. Passo da fase "#f$ K a dist&ncia entre as fases que deve ser observada para

iniciar cada enrolamento.

#ara as entradas de força U, C, D, devemos considerar uma dist&ncia em %rauselétricos que coincida com a fonte de alimentação.

No sistema trifásico e"istem >?BL ) de defasa%em e temos3

P)Or

>?B f H =

+)N(-+# - N/(N) >BA


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E!emplo de distribuição de bobinas*

)stabelecer a distribuição das bobinas de um motor trifásico e ?@ ranhuras para dois

p6los.

bobinas>?

?

?@ N4C ==

ranhuras>??

?@ pH ==

4obinas por p6lo e por fase Q ?9

>?

A.?

>?==

0,91

@; >?.

1

@ Hbf ===

Nesse caso, adotaremos 0 ranhuras ou Hb de > a >B ranhuras.

7e acordo com esses dados, o esquema da distribuição das bobinas é o se%uinte3

Na representação planificada, foram desenhadas somente as bobinas de uma fase do

enrolamento trifásico nos seus dois p6los. Note que o passo do %rupo de duas bobinas

de cada p6lo apro"ima-se do passo polar.

* passo das bobinas não poderia ser maior porque as ranhuras se%uintes são

ocupadas pelas bobinas do outro p6lo.

+)N(-+# - N/(N)>B@


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#ara completar o esquema com as bobinas de trs fases, temos o dia%rama

simplificado a se%uir.

(s bobinas das trs fases estão assim distribuídas3

Ran(uras

+o ,rupo >-A->B e >? 1-:->@ e >9 0->>->;-?B

-o ,rupo >?->1-?? e ?@ >@->0-?-@ ?>-?A-9-;

Fases ( 4 '

Enrolamento em cadeia de motor trifásico

* enrolamento em cadeia é formado por %rupos de bobinas entrelaçadas de modosemelhante aos elos de uma corrente.

)ste tipo de enrolamento é muito usado para li%ações de p6los conseq


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( fi%ura abai"o mostra o %rupo de trs bobinas formando um enrolamento de @ p6los

conseq? ranhuras. ( bobina menor tem o passo :, a média, 0 e a

maior, >>. )ste $ltimo é maior que o passo polar porque, tratando-se de enrolamentode ranhura cheia, o passo total do %rupo ou da bobina maior é sempre maior.

Ce2a na fi%ura abai"o dois esquemas de distribuição de p6los conseqB9


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Nos motores %randes, em lu%ar de fios, são usadas barras %rossas cortadas e enfiadas

nas ranhuras, conformadas de acordo com a posição que devem ocupar. +ão

posteriormente soldadas, completando as espiras das bobinas.

Enrolamento em cadeia pro,ressivo

Neste tipo de enrolamento, as bobinas são de i%ual tamanho e, portanto, os passos

são i%uais.

(s bobinas são encadarçadas separadamente e a%rupadas nas cabeceiras,

apresentando uma semelhança com o enrolamento em cadeia concntrico como

mostra a fi%ura abai"o.

( fi%ura abai"o mostra o esquema de distribuição das bobinas do enrolamento

pro%ressivo com 09 ranhuras e @ p6los.

* passo da bobina é ?B, isto é, ranhuras > a ?>5 o passo do %rupo é ?A e o passo polar

é ?@, encontrado pela se%uinte f6rmula3

?@

@

09

?p

Nr Hp ===

+)N(-+# - N/(N) >B:


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#ara motores de muitas ranhuras, esse tipo de enrolamento é feito em várias

camadas, como está representado nos esquemas abai"o.

+)N(-+# - N/(N)>B;

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