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Transcrição

Eletricista de manutenção
Bobinagem de motor trifásico meio
imbricado
Bobinagem de motor trifásico meio imbricado
© SENAI-SP, 1986.
Trabalho elaborado pela Divisão de Material Didático do Departamento Regional do SENAI-SP.
Equipe responsável
Coordenação geral
Coordenação do projeto
Elaboração
Revisão técnica
Texto final
Revisão
Planejamento gráfico
Composição
Produção gráfica
Ilustração
Fotografia
Coordenação da impressão
Marcos Antonio Gonçalves
Célia Regina Domingues Talavera
Antonio da Conceição Vieira
Antonio Moreno Neto
Francisco de Assis Costa e Silva
Hernani Rossi Contrucci
Jose Carlos de Souza
Antonio Moreno Neto
Iradi Dutra
Selma Ziedas
Luiz Thomazi Filho
Marcos Luesch Reis
Cleide Aparecida da Silva Vanzelli
Silvia Regina de Oliveira Simões
Jose antonio Datti Fernade
Regina Maria Galli
Victor atamanov
Ficha catalográfica
S47p
SENAI-SP. DMD. Bobinagem de motor trifásico meio imbricado. São Paulo,
1986. (Série Metódica Ocupacional de Eletricista de Manutenção).
1. Motor elétrico. 2. Motor trifásico. I.t. II.s.
CDU: 621.313.1
SENAI
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Sumário
Introdução
7
Motor trifásico assíncrono com rotor gaiola
9
Rotação síncrona
12
Rotação assíncrona
15
Escorregamento
15
17
Isolantes usados em enrolamentos
Papéis e cartolinas
18
Fibras
18
Telas e fitas isolantes
19
Esquemas de bobinados
23
Esquema simplificado
24
Formação de um pólo
25
Polarização
26
Pólos ativos
26
Pólos consequentes
27
Representação do esquema frontal de um motor trifásico de quatro pólos
28
Interpretação do esquema
29
Enrolamento meio imbricado de motor trifásico
Distribuição fracionária de bobinas por pólo e fase
31
39
Desmontar máquina giratória
47
Desfazer bobinados de máquinas com núcleos ranhurados
53
Isolar rotor e estator
57
Enrolar bobinas para motores
61
Enrolar bobinas sobre moldes com pinos
63
Montar bobinas tipo meio imbricado
65
Ligar internamente motor trifásico
71
Arrematar bobinado de estator
77
Testar massa e curto-circuito
81
Montar motor elétrico
83
Conexões de motores elétricos de CA assíncronos
87
Tacômetro
91
SENAI-SP – INTRANET
AA102
93
Medir com tacômetro
Leitura com acoplamento cônico
93
Leitura com emissão de luz
93
95
95
Resumo para execução
97
Ensaiar motor trifásico sem carga
Teste de isolação
97
Teste da resistência dos condutores do bobinado
98
Teste de funcionamento
99
Prova de funcionamento sem carga
99
Prova de rotor travado (curto-circuito)
100
Aplicação
101
105
106
Equipamentos
Motor trifásico sem carga - Exercício
107
Bobinagem de motor trifásico meio imbricado - Verificação
109
111
111
Ficha de motor elétrico
AA102
Introdução
Agora você vai saber como é a bobinagem tipo meio imbricado em uma carcaça de
motor trifásico. Esse sistema é muito prático.
Veja na figura abaixo o enrolamento de uma bobinagem meio imbricada.
Bobinar um enrolamento tipo meio imbricado é colocar as bobinas nas ranhuras do
estator de um motor de tal forma que se sobreponham parcialmente.
Estudando esta unidade, você terá conhecimentos sobre rebobinagem, isto é, a
manutenção de máquinas elétricas giratórias.
Você receberá informações sobre:
•
Motor trifásico assíncrono
•
Isolantes usados em enrolamentos
•
•
Enrolamento meio imbricado de motor trifásico
•
Conexões de motores elétricos de CA assíncronos
•
Tacômetro
AA102
7
Para realizar esta tarefa, você vai executar as seguintes operações:
•
Desmontar máquinas giratórias
•
Desfazer bobinados de máquinas com núcleos ranhurados
•
•
•
Enrolar bobinas sobre moldes com pinos
•
Montar bobinas tipo meio imbricado
•
Ligar internamente motor trifásico
•
•
•
•
Para finalizar, você vai ensaiar motor sem carga.
8
AA102
Motor trifásico assíncrono
com rotor gaiola
É a máquina elétrica de corrente alternada - C.A . - com rotor em curto-circuito, cuja
velocidade depende de freqüência da corrente e do número de pólos do motor.
O funcionamento desta máquina é muito eficiente e requer poucos cuidados de
manutenção.
Em razão disso e de seu baixo custo, é bastante empregada com força motriz em
aparelhos domésticos e maquinaria industrial. Veja na figura abaixo, as características
de um motor trifásico.
O motor elétrico de C.A .apresenta duas partes: Uma fixa e outra móvel.
A parte fixa é chamada estator.
O estator compreende a carcaça e o núcleo. A carcaça é a parte externa do motor
feita de ferro fundido ou chapa de aço. Serve para sustentar toda a máquina.
AA102
9
O núcleo é feito de chapas de ferro-silício, em forma de pacote rígido.
Em seu interior há ranhuras longitudinais onde se alojam as bobinas. Veja, na figura
abaixo, um estator com ranhuras.
A parte móvel é constituída pelo induzido ou rotor. O rotor é composto de barras
condutoras fechadas em curto-circuito por meio de anéis. Essas barras têm a forma de
uma “gaiola de esquilo”.
Veja a figura a seguir.
10
AA102
As barras são envoltas por uma pilha de chapas de ferro-silício e encaixadas num eixo.
Veja a figura.
Quando se trata de motores pequenos, as barras condutoras e os anéis de curtocircuito são feitos de uma liga de alumínio.
Essa liga de alumínio é fundida ou injetada diretamente no rotor laminado.
Alguns rotores apresentam as ranhuras inclinadas em relação ao eixo. Isto é feito para
diminuir o ruído causado pelo corte das linhas magnéticas criadas pelo indutor.
Observe a figura abaixo.
Nas ranhuras do estator existem três enrolamentos, distintos um do outro, chamados
fases do motor. Essas três fases são idênticas, porém, defasadas uma da outra de
120º elétricos. As fases produzem campos magnéticos girantes, que se combinam par
formar os pólos do estator.
AA102
11
As bobinas do estator formam o campo magnético, dentro do qual gira o rotor.
Observe, na figura, um exemplo de campo trifásico.
A tensão atinge seu valor máximo na bobina VI, depois na bobina VII e finalmente na
bobina VIII, de modo a gerar um campo magnético rotativo. As bobinas estão
dedasadas entre si em 120º. A corrente trifásica tem igual defasagem.
Rotação síncrona
É a velocidade teórica do campo magnético girante.
O campo magnético rotativo gerado no estator pelas bobinas VI, VII e VIII faz girar o
rotor; o fluxo magnético produzido gera, por indução, uma força eletromotriz no rotor.
Esta força vai produzir um campo magnético de igual intensidade, porém, de
polaridade oposta.
O campo magnético do estator e o campo magnético do rotor tendem a se atrair. Como
o campo magnético do estator é rotativo, o rotor procura acompanhar esta rotação.
A rotação do campo magnético é uma função direta da freqüência da rede elétrica e do
número de pólos do motor.
Portanto, a fórmula da rotação síncrona por minuto será:
N=
12
60 . F
PP
N = rpm
F = frequência em Hz
PP = pares de pólos
AA102
Observação
Não se esqueça que a rotação síncrona acontece quando o rotor gira na mesma
velocidade que o campo magnético do estator.
Observe a seguir dois exemplos de esquema de motor.
Motor de 2 pólos: 1 par de pólos F :60Hz
Motor de 4 pólos: 2 pares de pólos F : 60Hz
Para cada ciclo de frequência, o campo magnético completa um caminho que vai de
um pólo norte até outro pólo norte. Veja a figura abaixo.
N=
60 . 60
= 3.600rpm
1
Se o motor tiver dois pólos, um norte, outro sul, o campo magnético completará uma
volta para cada ciclo de freqüência.
AA102
13
Se o motor tiver 4 pólos, dois pólos norte e dois sul, o campo magnético completará
meia volta para cada ciclo de frequência como mostra a figura a seguir.
N=
60 . 60
= 1.800rpm
2
Tabela: Velocidade síncrona de motores
Quantidade de pólos
rpm em 60Hz
rpm em 50Hz
2
3.600
3.000
4
1.800
1.500
6
1.200
1.000
8
900
750
10
720
600
Na velocidade síncrona não há mais geração de corrente induzida porque essa
velocidade só é atingida teoricamente.
Em consequência disso, desaparece o efeito magnético rotórico necessário para
manter o rotor na velocidade síncrona.
14
AA102
Rotação assíncrona
É a velocidade não simultânea entre o campo magnético girante e o rotor.
Quando a rotação do rotor cai, o fluxo magnético aumenta. Isto faz a rotação aumentar
para que se chegue a um equilíbrio.
O rotor pode acompanhar a rotação do campo indutor desde que seja a uma
velocidade inferior para que se processe a geração das correntes induzidas e a reação
motora.
Os motores que não têm a velocidade de rotação do induzido ligada à velocidade do
campo rotativo indutor são chamados assíncronos.
Portanto, motores assíncronos não possuem rotação síncrona com o campo indutor.
Escorregamento
Ao se frear o motor, sua rotação diminui, enquanto a velocidade da variação do fluxo e
o valor das correntes induzidas aumentam.
O aumento do valor das correntes induzidas cria maior torção motora, necessária para
equilibrar o efeito freante.
A diferença entre a rotação síncrona e assíncrona do motor é denominada
escorregamento. O escorregamento é geralmente expresso em porcentagem.
Exemplo
Um motor de 5cv e 2 pólos tem rotação nominal de 3.520rpm para uma frequência de
60Hz. Calcule o escorregamento.
A fórmula é:
E = (%) =
rpm s - rpm pc
rpm s
. 100
E = escorregamento em porcentagem
rpms = rotação por minuto síncrona
rpmpc = rotação por minuto nominal ou plena carga
Portanto:
E=
3.600 - 3.520
. 100 = 2,2%
3.600
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15
16
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Isolantes usados em
enrolamento
Isolante elétrico é todo material de condutibilidade tão pequena que a corrente que o
atravessa pode ser desprezada.
O isolante elétrico é usado no isolamento de condutores e na construção de aparelhos
e acessórios elétricos.
Um isolante deve reunir uma série de propriedades que dependem do uso ao qual
esse isolante se destina. As características mais importantes se referem a:
Condições elétricas
A capacidade de isolamento é denominada rigidez dielétrica. Os isolantes devem ter
uma resistência de isolamento proporcional à tensão de trabalho.
Condições mecânicas
O isolamento exige uma resistência mecânica adequada aos esforços centrífugos e
vibrações suportados pelas bobinas de máquinas giratórias.
Condições químicas
O isolamento deve resistir à ação de ácidos, óleos, sais, etc.
Condições térmicas
Os isolantes devem manter suas condições nas distintas temperaturas de trabalho.
Esta propriedade determina a duração do isolamento.
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17
A classificação mais usada em bobinados compreende três grandes grupos de
materiais isolantes:
•
Papéis, cartolinas e fibras;
•
Telas e fitas isolantes;
•
Mica e telas de fibras de vidro.
Papéis e cartolinas
São fabricados à base de polpa de madeira, pedaços de vegetais ou fibras como a
juta, algodão ou cânhamo.
Encontram-se no comércio em forma de rolos de distintas espessuras, com e sem
impregnação.
Os papéis são flexíveis, não têm muita resistência mecânica nem resistência à abrasão
e ao calor. O papel de cânhamo é o de maior resistência mecânica.
Os papéis são higroscópicos ou porosos; por isso, devem ser impregnados com verniz,
resina ou óleo secante.
O papel condensador, também conhecido como papel cristal, é fabricado de troncos e
polpa de madeira, em espessuras de 0,038mm a 0,076mm.
Presspan é fabricado em forma de papel ou cartolina prensada, impregnado com óleo
de linhaça.
A impregnação o protege da umidade e dá consistência ao bobinado. Molda-se
facilmente porque tem pouca resistência mecânica. É encontrado em espessuras que
variam entre 0,10mm e 0,80mm.
Fibras
As fibras podem ser naturais ou sintéticas. A fibra natural é uma chapa isolante
derivada de papel. É obtida pelo tratamento do papel de algodão com cloreto de zinco
e pela sua laminação à espessura desejada.
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É um material sólido e rígido, de excelente resistência mecânica e alto coeficiente
isolante.
O principal defeito da fibra é absorver umidade; isto altera suas dimensões físicas e
também suas propriedades. Para eliminar a umidade da fibra, aumentar sua resistência
isolante e sua resistência ao calor, deve-se impregná-la com verniz ou goma-laca.
As cores mais comuns são o vermelho e o cinzento. A fibra é fabricada em espessuras
que variam entre 0,1mm e 3,2mm.
As fibras sintéticas são os mais modernos isolantes. Existem alguns tipos de
materiais isolantes laminados com filmes de poliéster, acetato, micanite e outros.
O papel de náilon e a fibra de poliester são fabricados com fibras resistentes a altas
temperaturas. Possuem excelentes propriedades mecânicas e dielétricas, já
largamente usadas, por si mesmas, como isolantes de Classe F.
Telas e fitas isolantes
Os materiais usados são tecidos vegetais, como algodão e seda natural ou artificial. A
característica mais importante destes isolantes é a sua flexibilidade.
São impregnados com vernizes isolantes ou recobertos por um envolvente resistente à
umidade. Os materiais isolantes, fibrosos ou porosos são impregnados com vernizes
ou óleos com as seguintes finalidades:
•
Impedir a entrada da umidade;
•
Melhorar a condutibilidade térmica do isolamento;
•
Dar solidez mecânica ao conjunto;
•
Fornecer proteção contra o ataque de óleos, ácidos, sais, etc.
Às vezes, a fita tem uma face coberta com substância adesiva, para permanecer firme
no lugar onde é colocada.
A tela Cambric é composta de um tecido forte de textura apertada, tratado com
vernizes isolantes de ótima qualidade.
Essa tela dá um acabamento polido e brilhante à superfície em que é usada.
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A tela Cambric pode ser adquirida por metro ou em rolos de diversas medidas e
espessuras.
Os cadarços de algodão são compostos de um tecido de fibras de algodão, com boa
resistência à tração. É necessário impregnar os cadarços de algodão porque eles
absorvem muita umidade.
A mica é um mineral constituído por silicato de alumínio e outros componentes.
Segundo a natureza desses componentes, teremos dois tipos de mica:
•
Mica branca ou muscovita: contém potássio;
•
Mica parda ou flogopita: contém magnésio.
A mica é um isolante de alta qualidade e apresenta as seguintes características:
•
Tem uma rigidez dielétrica extremamente elevada;
•
Resiste a temperaturas elevadas, sem alterar-se;
•
Não se modifica em contato com água, ácidos, sais, óleos e solventes;
•
Não é inflamável.
As telas de fibra de vidro são constituídas de um tecido formado por fibras de vidro
muito finas.
Estas fibras são originadas ao se fazer passar vidro líquido, sob pressão de vapor,
através de um recipiente especial com orifícios muito pequenos.
As fibras são de diâmetro menor que um fio de cabelo e com elas formam-se telas,
fitas e tubos.
As fibras de vidro não absorvem umidade, resistem aos ataques químicos e podem ser
usadas em altas temperaturas.
20
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Tabela: Tipos de isolantes e seu emprego
Papéis
Entre capas de bobinas de transformadores - eletroímãs
Papel impermeável
Milar e milarflex
Papelão
Ranhuras de motores e estatores - carretéis
Papel fibróide
Fibras
Carretéis - separadores - cunhas - ranhuras
Fibras vulcanizadas
Telas
Ranhura e núcleos - geralmente acompanhada de papel
Tela Cambric
fibróide
Cadarço de algodão
Encadarçamento e amarração de bobinas
Fitas
Emendas e condutores
Cadarços tubulares
Mica
Entre lâminas de corretores - ranhuras0000
Folhas de mica e micanite
Fibras
Encadarçamento de bobinas
Cadarços de fibra de vidro
Vidro
Emendas e condutores
Cadarço tubulares
Tabela: Isolantes e suas temperaturas máximas de trabalho
Algodão, seda, papel e matérias orgânicas
não impregnadas nem submersas em dilétricos líquidos
90ºC
Algodão, seda, papel e matérias orgânicas
impregnadas ou submersas em dielétricos líquidos
100ºC
Mica, amianto, fibra de vidro e matérias orgânicas
construídas com ligação de substâncias orgânicas
Mica, amianto, fibra de vidro e outras matérias inorgânicas combinadas com
silício ou materiais de características similares
130ºC
180ºC
Mica, materiais cerâmicos, vidro, quartzo e matérias
inorgânicas similares
180ºC ou mais
AA102
21
22
AA102
São desenhos esquemáticos nos quais se representam bobinados de estatores e suas
ligações internas de modo a demonstrar os detalhes essenciais de cada circuito.
Os esquemas mais comuns são os planificados. Os esquemas planificados
representam um estator como se estivesse cortado e estirado sobre um plano, com
todos os grupos de bobinas e conexões.
Veja na figura abaixo.
Existem, também os esquemas frontais ou circulares e os simplificados. Os esquemas
frontais são construídos a partir da frente do bobinado e apresentam todas as ranhuras
e bobinas.
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Veja a figura a seguir.
Os esquemas indicam, através de traços, a posição relativa das bobinas e suas
interligações no conjunto que forma a estrutura elétrica do motor.
Deve-se fazer o esquema com linhas ou traços diferentes, como linhas grossa, fina,
pontilhada, tracejada, etc ou de cores diversas quando queremos representar:
•
Bobinados pertencentes a diferentes fases:
caso do motor trifásico;
•
Bobinados com diferentes funções:
caso dos motores monofásicos com bobina de arranque e trabalho.
Esquema simplificado
O esquema simplificado representa todo um grupo de bobinas por apenas uma bobina
ou meia bobina.
24
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Esse esquema mostra as conexões pára formar as polaridades. Observe a figura
abaixo.
Formação de um pólo
Um pólo é formado por uma ou mais bobinas ligadas em série, de modo que a corrente
circule sempre no mesmo sentido.
Dessa maneira, os campos magnéticos originados em cada bobina se somam.
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25
Polarização
Um motor elétrico tem, no mínimo, um par de pólos: norte e sul.
Este par de pólos é formado pela ligação de dois grupos de bobinas. Num dos grupos,
o sentido da corrente é igual ao do movimento dos ponteiros do relógio; este é o pólo
norte.
No outro, o sentido da corrente é em sentido contrário ou anti-horário; este é o pólo
sul.
Veja o sentido da corrente representado na figura abaixo.
Pólos ativos
São pólos criados de ligações de grupos de bobinas. Essas ligações são feitas uma ao
contrário da outra. Se houver dois grupos de bobinas, haverá dois pólos ativos.
Observe a figura abaixo.
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Pólos consequentes
São pólos criados por consequência, como o próprio nome diz. Metade do número de
pólos é formado por pólos ativos e a outra metade aparece em conseqüência da
primeira. A corrente circula nos grupos em um único sentido.
No exemplo da figura seguinte, temos dois grupos de bobinas cuja ligação apresenta
dois pólos ativos e dois pólos que aparecem por conseqüência.
Isto nos dá uma polarização de 4 pólos.
O bobinado de pólos conseqüentes é utilizado para motores de 4 pólos ou mais.
Neste tipo de bobinado, o número de grupos de bobinas por pólo e fase é igual à
metade do número de pólos magnéticos do motor.
Esses grupos estão ligados de tal forma que a corrente circula no mesmo sentido em
todos os grupos pertencentes à mesma fase.
Na figura a seguir está representado um motor trifásico de 12 ranhuras, 4 pólos, com
bobinado meio imbricado de um lado de bobina por ranhura, uma bobina por pólo e
duas bobinas por fase.
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Nos centros da cada bobina de uma mesma fase formam-se dois pólos chamados
norte e nos espaços existentes entre as bobinas criam-se os pólos opostos, chamados
sul.
Representação do esquema frontal de um motor trifásico de quatro pólos
As bobinas de todo motor trifásico são ligadas de modo a formar três enrolamentos
separados, chamados fases.
As três fases têm o mesmo número de bobinas. Isto significa que o número de bobinas
por fase será igual a um terço do número total e bobinas existentes no motor.
O esquema da figura seguinte corresponde ao de um motor de 24 ranhuras, 4 pólos,
com bobinado meio imbricado; temos uma bobina por 4 pólos e 4 bobinas por fase.
28
AA102
Interpretação do esquema
Cada fase é representada por linhas de traços diferentes: grossas, finas, pontilhadas
ou coloridas, como você já deve ter visto na aula de Desenho Elétrico. Neste caso, o
passo da bobina é 1 a 6.
Cada pólo é formado por uma só bobina; temos 4 bobinas formando 4 pólos ativos em
cada fase.
A polarização é feita em cada enrolamento ou fase. Cada fase forma quatro pólos; a
corrente circula em cada grupo sempre em sentido contrário ao do grupo anterior.
As conexões de polarização para a fase A são feitas entre os círculos 6 e 12, 7 e 13,
18 e 24; para a fase B, entre os círculos 10 e 16, 11 e 17, 22 e 3; para a fase C, entre
os círculos 14 e 20, 15 e 21, 2 e 8.
As entradas e saídas dos bobinados correspondentes a cada fase são dadas pelos
círculos: 1 e 19, 5 e 23, 9 e 3. As letras U, V, W, X, Y e Z, as últimas do alfabeto, são
utilizadas como norma internacional para motores trifásicos. U, V e W são adotadas
para as entradas. X, Y e Z são adotadas para as saídas.
Essas letras são correspondentes a números. Observe:
Fase A - U e X ou 1 e 4
Fase B - V e Y ou 2 e 5
Fase C - W e Z ou 3 e 6
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29
30
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Enrolamento meio imbricado
de motor trifásico
O enrolamento meio imbricado é um dos mais empregados pelos fabricantes de
motores pequenos e médios.
Sua montagem é muito simples e economiza o tempo de execução de enrolamento,
além de permitir fácil ventilação.
O enrolamento meio imbricado é aquele que tem um lado da bobina por ranhura. O
número de bobinas que o enrolamento meio imbricado possui é sempre a metade do
número de ranhuras do estator do qual faz parte.
O enrolamento meio imbricado leva esse nome porque não segue a sucessão exata
das bobinas do enrolamento imbricado. As bobinas do enrolamento meio imbricado
são todas do mesmo tamanho. Observe.
Veja ao lado o canal em corte transversal.
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31
Não se recomenda este tipo de enrolamento para motores grandes porque suas
bobinas se tornam muito grossas e oferecem perigo de curto-circuito nos cruzamentos.
A razão desse perigo é que as curvas nas cabeceiras de cada bobina são feitas
primeiro para baixo, a fim de permitir a colocação das bobinas que ficam por cima.
Depois, as curvas são feitas para cima e cobrem as bobinas de baixo.
Desse modo, as curvas das cabeceiras forçam o isolamento das ranhuras, repuxam as
espiras da bobina e oprimem as espiras das ouras bobinas.
Veja a figura abaixo.
O número de bobinas desse tipo de enrolamento é sempre a metade do número de
ranhuras existentes, porque cada um dos lados da bobina ocupa uma ranhura inteira,
e, em consequência, cada bobina ocupa duas ranhuras.
Suponha um motor de 12 ranhuras.
12
O número de bobinas será
= 6 bobinas
2
Nr
Nb =
2
A primeira bobina ocupa as ranhuras 1 e 6, a segunda 3 e 8, e assim por diante, até a
12a bobina, que ocupa as ranhuras 11 e 4.
32
AA102
As bobinas desse enrolamento têm a mesma forma e tamanho. Essas bobinas são
aplicadas em estatores ou rotores de ranhuras abertas ou semi-abertas. Veja a figura a
seguir.
Para executar o esquema de enrolamento trifásico de um estator ou de um rotor, é
necessário conhecer alguns elementos indispensáveis, como:
Passo polar
Passo polar é a distância entre dois pólos consecutivos e é a região da influência
magnética do grupo de bobinas. O passo vale sempre 180º elétricos; equivale, em
número de ranhuras, a:
Yp =
Nr
p
Yp = passo polar
Nr = número de ranhura do estator
P = número de pólos do motor
Observe nas figuras o esquema do passo polar.
AA102
33
Passo de bobina
Passo de bobina é o número de ranhuras que se pulam para encaixar a bobina.
O passo da bobina depende do número de ranhuras em relação ao número de pólos.
O passo da bobina pode ser:
•
Inteiro - Ybi;
•
Fracionário - Ybf;
•
Superior - Ybs.
O passo fracionário ou curto é igual a aproximadamente
Ybf = Yp .
4
5
O passo superior é igual a aproximadamente
Ybs =
4
do passo polar:
5
6
do passo polar:
5
6
5
Observação
Para determinar o passo das bobinas é preciso observar as possibilidades de
bobinagem determinadas pelo tipo de enrolamento.
Esse enrolamento pode ser meio imbricado, imbricado, enrolamento em cadeia e
progressivo, os quais apresentam características próprias, que determinarão o passo
das bobinas.
O enrolamento meio imbricado não aceita passo de bobina ímpar.
Grupo de bobinas
Grupo de bobinas é o resultado da divisão da quantidade de bobinas pelo número de
pólos vezes o número de fases.
q=
34
Nb
p.f
q
= grupo de bobinas
Nb = número de bobinas
p
= número de pólos
f
= número de fases
AA102
Grau elétrico total
O grau elétrico total é igual ao resultado da multiplicação de 180ºE pelo número de
pólos do motor. Lembre-se que o passo polar vale 180ºE.
GET = 180ºE . P
Observação
Se o motor tiver dois pólos, os graus elétricos coincidirão com graus geométricos:
360ºE = 360º geométricos
Graus elétricos por ranhura
É a quantidade de graus elétricos que existem entre uma ranhura e outra. Esta é a
fórmula:
GE/r =
GET
Nr
Passo da fase
Passo da fase é a distância entre as fases que deve ser observada para iniciar cada
enrolamento.
Para as entradas de força U, V, W, devemos considerar uma distância em graus
elétricos que coincida com a fonte de alimentação.
No sistema trifásico existem 120ºE de defasagem:
Yf =
120 º E
GE / r
Um motor de dois pólos tem 360º elétricos e 360º geométricos e de uma zona a outra
há 2 . 90º, portanto 180º elétricos.
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35
Veja a figura abaixo.
Para calcular os graus elétricos totais (GET) de um motor aplica-se a fórmula:
GET = 180º . p
Se o motor tem 4 pólos, o cálculo será:
GET = 180º . 4
GET = 720ºE
O motor de 4 pólos tem 360º geométricos; cada pólo tem 180º elétricos, que
correspondem a 90º geométricos portanto, cada pólo corresponde a 1/4 da
circunferência.
Então:
4 pólos = 720º elétricos.
Observe na figura abaixo o esquema do motor de 4 pólos.
36
AA102
Para calcular os graus elétricos por ranhura, usa-se a fórmula:
GET
GE/r =
Nr
Se o motor é de 36 ranhuras, temos:
GET
720 º E
GE/r =
=
Nr
36
GET = 20ºE
Você verá agora exemplos de aplicação da distribuição de bobinas. Os motores
trifásicos mais comuns entre os motores de até 5 cavalos-vapor são os de 24 a 36
ranhuras, enrolados para 2 ou 4 pólos.
Um motor de 24 ranhuras para dois pólos terá:
Nr
24
Yp =
=
= 12
2
p
Bobinas por pólo e fase =
Ybf =
4
. Yp
5
Ybf =
4
48
12 =
= 9,6
5
5
12
12
=
=2
2.3
6
Neste caso, adotaremos 9 dentes ou Yb de 1 a 10.
AA102
37
De acordo com esses dados, este será o esquema da distribuição das bobinas:
Na representação planificada, foram desenhadas somente as bobinas de uma fase do
enrolamento trifásico nos seus dois pólos.
Note que o passo do grupo de duas bobinas de cada pólo se aproxima do passo polar.
O passo das bobinas não poderia ser maior porque as ranhuras seguintes são
ocupadas pelas bobinas do outro pólo.
Para completar o esquema com as bobinas de três fases, teremos o diagrama abaixo,
simplificado:
38
AA102
As bobinas das três fases estão assim distribuídas:
1o grupo
2ogrupo
3ogrupo
13 - 15 - 22 e 24
Fase A
5 - 7 - 14 e 16
14 - 19 - 2 - 4
Fase B
9 - 11 - 18 - 20
21 - 23 - 6 - 8
Fase C
ranhuras: 1 - 3 - 10 e 12
Distribuição fracionária de bobinas por pólo e fase
Veja, agora, como outro exemplo, um motor com 36 ranhuras e 4 pólos.
Nb =
Nr
36
=
= 18 bobinas ou 6 bobinas por fase
2
2
Yp =
Nr
36
=
=9
p
4
Yb = Yp .
q=
4
4
36
=9
=
= 7 dentes ou 1 a 8
5
5
5
Nb
18
18
=
=
= 1,5 bobina por pólo e fase
p.f
4
3
12
Quando o número de bobina por pólo e fase é fracionário, não pode haver meia bobina
porque o enrolamento é de bobinas inteiras. Neste caso, é utilizada a seguinte
distribuição por pólo ou grupo:
Fases
1o grupo
2ogrupo
3ogrupo
4o grupo
5o grupo
A
1
2
1
2
6
B
2
1
2
1
6
C
1
2
1
2
6
O motor de enrolamento meio imbricado com 36 ranhuras possui 18 bobinas. Esse
número não dá divisão exata por 4 pólos; então, é possível fazer outra distribuição.
3 bobinas no pólo 1
nenhuma no pólo 2
3 bobinas no pólo 3
nenhuma no pólo 4
AA102
39
Desse modo, você terá as 6 bobinas distribuídas. Observe essas duas distribuições
nos esquemas a seguir.
Esquema de distribuição 1-2-1-2
Esta distribuição obriga a uma ligação de pólos ativos.
Esquema de distribuição 3 - 0 - 3 - 0
Esta distribuição obriga a uma ligação de pólos conseqüentes. Neste esquema, os dois
grupos de 3 bobinas são responsáveis pela formação de quatro pólos.
Os dois pólos com bobinas são os pólos ativos. Os dois pólos sem bobinas são os
pólos consequentes.
É por isso que esta distribuição é chamada distribuição para pólos conseqüentes.
Até aqui, você viu a distribuição de bobinas; agora, observe como completar
esquemas, fazer ligações dos grupos entre si em cada fase e como combinar as fases
para as tensões recomendadas para um ou outro enrolamento.
40
AA102
No esquema abaixo, você verá a ligação de uma fase completa e as indicações das
entradas das duas fases seguintes.
Enrolamento meio imbricado, 24 ranhuras, 4 pólos:
Em primeiro lugar, é preciso criar um pólo sul e um pólo norte, por exemplo, por
convenção.
Para criar o pólo norte (N), é aplicada uma corrente elétrica que entra na primeira
bobina da fase A, pelo lado esquerdo, colocada na ranhura 1.
Essa corrente circula no sentido dos ponteiros do relógio e origina o pólo norte.
Para criar o pólo sul (S), na bobina seguinte, é necessário que a corrente entre pelo
lado direito, na ranhura 12, em sentido contrário ao lado dos ponteiros do relógio.
As outras duas fases serão ligadas com a primeira. É preciso tomar cuidado para que
o pólo criado pela primeira bobina da fase B esteja afastado 120º elétricos do pólo da
primeira bobina da fase A.
O mesmo procedimento deve ser tomado com relação à fase C.
A distância entre as entradas das fases chama-se passo de fase (Yf). O passo de fase
Yf vale 2/3 do passo polar Yp. No caso do enrolamento meio imbricado 24 ranhuras, 4
pólos, teremos:
Yf = 2/3 de 6 ou
6
Yf = 2 .
3
12
Yf =
=4
3
AA102
41
O valor do passo da fase Yf também pode ser dado em dobro. Nesse caso, em vez de
começar a ligação pela fase B, começa-se pela fase C.
No passo seguinte, liga-se a fase B.
No enrolamento meio imbricado, 36 ranhuras, 4 pólos, temos:
Nb =
Nr
36
=
= 18 bobinas
2
2
Yp =
Nr
36
=
= 9 ou 1 a 10
4
p
Ybi =
Nr
36
=
= 9 ou 1 a 10
4
p
q=
6
Nb
18
18
=
=
=
= 1,5 (1+2+1+2 - 6 bobinas/fase)
4
4.3
12
p.f
GET = 180 . 4 = 720ºE
GE/r =
Yf =
GET
720
=
= 20ºE
Nr
36
120
120 º E
= 6 ou 1 a 7
=
20
GE / r
Bobinas levantadas =
10
Yb
-1=
-1=4
2
2
Há situações em que os terminais não ficam bem distribuídos; isso acontece quando o
passo de fase escolhido Yp é igual a 6 nos enrolamentos para 4 ou mais pólos.
42
AA102
Se mudarmos para Yf = 2 . 2/3 Yp para 4 pólos e 3 . 2/3 Yp para 6 pólos, os terminais
ficam simetricamente distribuídos nos 360º geométricos do enrolamento como mostra
o esquema abaixo.
Veja o esquema abaixo com Yf = 2 . 6 = 12. Este último passo é utilizado para uma
distribuição de pólos conseqüentes.
Segundo os cálculos, para 36 ranhuras - quatro pólos temos: bobinas por pólo e fase =
1 - 2 - 1 - 2 pólos conseqüentes = 3 - 0 - 3 - 0.
Todos os grupos de bobinas nesse tipo de distribuição de pólos conseqüentes têm
suas ligações feitas como se houvesse entre cada dois grupos um outro de sentido
inverso de ligação. Observe o esquema a seguir em que aparece uma fase
simplificada.
AA102
43
Veja mais um exemplo de esquema de um motor de 36 ranhuras e 6 pólos; o
enrolamento é meio imbricado de pólos conseqüentes.
Em resumo, para motores com enrolamento meio imbricado temos:
Nb =
Nr
2
Yp =
Nr
p
Yb ímpar: 9 dentes ou 1 a 10 = Ybi =
Grupo: q =
Nr
p
Nb
p.f
GET = 180ºE . p
GE/r =
Yf =
GET
Nr
120ºE
GE/r
Observação
Você deve sempre fazer os cálculos e o esquema para verificar se é possível executar
o bobinado, ou consultar a tabela a seguir.
44
AA102
Tabela de passos e de distribuição
Ranhuras do estator
2 pólos
4 pólos
12
18
24
30
36
48
Yp
6
9
12
15
18
24
Bob/pef
1
ou
2
ou
3
4
Yb
5
7
9
11
13
17
Yp
3
4,5
6
7,5
9
12
Bob/pef
0,5 ou
-
1
1,25
ou
2
Yb
1-0-1-0
-
5
-
7
9
*3
6 pólos
8 pólos
Yp
2
3
4
5
6
8
Bob/pef
-
0,5 ou
-
-
1
1,33
Yb
-
1-0-1-0
3
-
-
5
-
Yp
1,5
2,2
3
3,75
4,5
6
Bob/pef
-
-
ou
-
-
1
Yb
-
-
3
-
-
6
Yp =
Passo polar ou ranhura por pólo
Yb =
Passo de bobina (enrolamento meio imbricado)
Bob/pef=
Bobinas por pólos e fase (grupo)
Enrolamento de pólos ativos e conseqüentes (1 bob, ou grupo de bobinas por pólo e
fase.
*Enrolamento impraticável, distribuição impossível.
AA102
45
46
AA102
1. Anote, em ficha apropriada, dados como marca, tipo, número de fabricação,
tensão, corrente, rpm e outros.
2. Marque o lado exterior da polia.
3. Solte e retire o parafuso.
4. Retire a polia com o auxílio de um extrator apropriado.
AA102
47
5. Retire a chaveta.
Observação
Guarde todas as peças em recipiente destinado exclusivamente para esse fim.
6. Com talhadeira bem afiada, dê um golpe de modo a ferir simultaneamente a tampa
e a carcaça.
7. Marque a outra tampa com dois golpes leves.
8. Com o auxílio de uma chave allen, remova os parafusos de fixação das tampas e
solte-as.
48
AA102
Observações
•
Se a máquina tiver mancais de rolamentos, remova os parafusos e solte a tampa
do mancal.
•
Remova todas as peças que unem as tampas ao rotor.
•
Retire as escovas e solte o porta-escovas.
Soltando o porta-escovas
9. Golpeie os ressaltados da tampa com um calço de madeira ou tarugo de bronze e
martelo e afrouxe-a
10. Saque as tampas.
Precaução
Cuidado para não danificar o flange ou encaixe.
AA102
49
Observação
Alguns motores dispõem de orifícios rosqueados nas tampas para facilitar a remoção,
como mostra a figura abaixo.
Nesse caso, não bata na tampa para afrouxá-la; use os parafusos.
Se houver interruptor centrífugo com acoplamento mecânico, solte-o ou desfaça a
ligação, com o cuidado de fazer um diagrama das ligações para facilitar a religação na
montagem.
11. Segure o rotor com as duas mãos e retire-o com cuidado, para não roçar o
enrolamento.
12. Remova os mancais.
50
AA102
Observações
•
Se os mancais forem de buchas, verifique o lado do encosto.
•
Saque o mancal pelo outro lado do encosto, usando um tarugo de bronze e
martelo, como mostra a figura abaixo.
•
Se os mancais forem de rolamento, ajuste o saca-rolamento do anel interno do
rolamento. Gire o parafuso até que o rolamento se solte, como mostra a figura
abaixo.
13. Coloque as peças num recipiente com varsol ou gasolina.
AA102
51
14. Com o auxílio de um pincel limpo, remova toda a sujeira que recobre as peças,
como mostra a figura abaixo.
52
AA102
Desfazer bobinados de
máquinas com núcleos
ranhurados
1. Faça o esquema das conexões.
2. Conte o número de ranhuras.
3. Meça os passos da bobina e o tipo de bobinado.
4. Conte o número total de bobinas.
5. Conte o número de bobinas de cada grupo e verifique a secção do fio.
6. Pese os fios.
Observação
Anote todos os dados da placa da máquina.
7. Inicie a retirada das cunha, observando o estado do verniz de impregnação. Se
estiver muito denso, carbonize-o, colocando o bobinado numa estufa a temperatura
de 200ºC.
8. Escolha uma vareta metálica, cujas medidas permitam que seja introduzida na
ranhura, para empurrar a retirar a cunha.
9. Desprenda a cunha, golpeando-a com a vareta na direção do fundo da ranhura e
em seguida retire-a, empurrando-a para fora.
Deixe a ranhura livre, para acesso à fiação.
AA102
53
10. Corte as cabeceiras da bobina de um lado, rente ao núcleo, deixando um grupo de
bobinas intactas para construção do molde.
Observações
•
Em caso de bobinas iguais, deixe duas bobinas sem cortar; em caso de bobinas
concêntricas, deixe sem cortar as que formam um grupo concêntrico.
•
Evite danificar o núcleo da carcaça ao cortar as cabeceiras de bobinas.
11. Corte a bandagem que amarra as cabeceiras de bobinas do outro lado do núcleo.
12. Retire todas as bobinas usando uma vareta metálica e um martelo. Evite danificar
os condutores do grupo de bobina que será usado para fazer as anotações.
Observe a figura da página seguinte.
54
AA102
13. Anote os dados da bobina.
14. Faça um desenho com a forma das bobinas, utilizando as que deixou para esse
fim.
15. Determine o tipo de isolamento do condutor.
16. Meça o diâmetro do condutor sem isolamento.
Observação
Verifique as emendas entre diversas bobinas para saber se no bobinado foi usado um
ou vários condutores em paralelo.
17. Pese as bobinas.
18. Conte o número de espirar por bobina. Considere o fato de haver bobinas em
paralelo.
19. Anote os dados da placa: número da máquina, potência, tensões, correntes, rpm,
completando a ficha.
AA102
55
56
AA102
1. Retire o isolamento usado.
2. Retire os resíduos presos ao núcleo com um raspador.
3. Tire o pó com auxílio de ar comprimido.
Observação
Se o núcleo estiver sujo de graxa ou óleo, lave-o com varsol ou gasolina.
Precauções
•
Quando trabalhar com ar comprimido, use óculos de segurança.
•
Não trabalhe perto do fogo quando usar produtos inflamáveis.
4. Corte os isolantes.
AA102
57
Observações
•
Para isolar o rotor:
Corte o papel isolante com comprimento 10mm maior que o comprimento L da
ranhura e com largura igual a três vezes a altura H da ranhura, como mostra a
figura abaixo.
•
Para isolar o estator:
Corte o papel isolante com comprimento 20mm maior que o da ranhura L, para
poder dobrá-lo, de modo a reforçar as saídas das ranhuras. A largura é calculada
pela soma da largura da base C e duas vezes a altura H da ranhura, como mostra
a figura abaixo.
Corte as tiras do isolante no sentido da fibra.
58
AA102
•
Para isolar as ranhuras,
Modele o isolante com a forma aproximada da ranhura. No caso de estatores,
dobre as extremidades do papel, como mostra a figura a seguir.
5. Coloque os isolantes na ranhura, centre-se e ajuste-os.
6. Modele os isolantes, segundo a forma da ranhura, por meio do assentador.
Isolação do estator
Isolação do rotor
Observação
A forma do assentador depende da ranhura que se vai isolar. Seu comprimento deve
ser aproximadamente 10mm maior que o comprimento da ranhura.
7. Isole os núcleos e estatores com discos de papelão. Amarre os discos com
barbante, passando-os através dos canais.
AA102
59
8. Dê duas ou três voltas em torno do eixo com uma tira de papel isolante. Cole-o ou
amarre-o com barbante.
60
AA102
Enrolar bobinas para
motores
1. Coloque o molde na árvore da máquina.
2. Fixe o molde, conforme o tipo da máquina, entre pontos ou por meio de parafusos
ou porcas.
3. Ponha o conta-giros em zero.
4. Passe o condutor pela ranhura da aba e fixe uma das pontas do condutor no
molde.
5. Enrole o fio em camadas, de modo a evitar cruzamentos ou separações.
AA102
61
Observações
Se usar bobinadeira manual, estique o condutor, segurando-o com um pano seco e
limpo. Trabalhe sempre com a mão muito limpa.
6. Amarre a bobina no espaço vazio do molde, dando duas voltas com o barbante.
7. Amarre a bobina com nó apertado.
8. Retire o molde da máquina.
9. Remova a tampa do molde.
10. Com uma das mãos, segure o molde com a bobina para cima; golpeie o centro do
molde, suavemente, com martelo de madeira ou plástico e a bobina se soltará.
62
AA102
Enrolar bobinas sobre
moldes com pinos
1. Prepare o molde com uma tábua e pregos sem cabeça, forrados com espaguete.
2. Fixe a extremidade do condutor na tábua
3. Enrole o condutor em torno dos pinos com o número de espiras desejado.
AA102
63
Observação
Se a máquina não tiver conta-giros, preste bastante atenção à contagem das espiras.
4. Amarre a bobina nos dois lados.
5. Retire a bobina do molde juntamente com os espaguetes que cobrem os pregos.
64
AA102
Montar bobinas tipo meio
imbricado
Observação
Para esta operação, usaremos como exemplo um estator de 24 ranhuras e passo de
bobinas 5 ou 1 a 6.
1. Verifique o lado do motor no qual devem ser feitas as ligações. Coloque este lado
para a direita.
Observação
Se houver hélice de ventilação interna, as pontas de ligação deverão sair do lado
oposto.
2. Posicione a primeira bobina dentro do estator apoiada na ranhura que você vai
utilizar; as pontas devem ficar voltadas para o lado direito, como mostra a figura a
seguir.
AA102
65
Observação
Para facilitar o assentamento das espiras, procure sempre arquear para baixo o lado
da bobina que será alojado na ranhura.
Precaução
Cuidado com as pontas dos fios das bobinas. Enrole-os conforme indica a figura
acima.
3. Segure a bobina entre os dedos polegar e indicador e introduza os condutores na
ranhura, um a um.
66
AA102
Precauções
Para proteger a isolação dos fios, coloque um pedaço de papel ou cartão no interior do
núcleo como mostra a figura a seguir.
Quando você introduzir os condutores, procure não danificar o isolamento dos fios nos
bordos da ranhura.
4. Coloque a calha isolante com auxílio da bobina. Faça um movimento de vaivém, de
modo que a calha penetre na ranhura.
Observação
•
Se os grupos de bobinas não forem iguais, coloque sempre um maior e um menor.
•
Exemplo: 2+1+2+1+2...
5. Posicione a seguinte bobina e deixe vaga uma ranhura.
AA102
67
Observação
Os dois lados das duas primeiras bobina que não foram colocados, serão encaixados
somente no final do enrolamento.
6. Coloque um lado da terceira bobina na ranhura 5.
7. Coloque o outro lado da terceira bobina na ranhura 24, anterior à ranhura 1.
Observações
Deixe levantado o lado das primeiras bobinas. Estas bobinas só serão abaixadas no
final. Para saber quantas bobinas ficarão levantadas, use a seguinte fórmula:
Bobinas levantadas =
YB
−1
2
Isto é, o passo da bobina, em ranhuras, dividido por 2 menos 1.
Exemplo:
6
− 1 = 3 - 1 = 2 bobinas levantadas.
2
Precaução
Verifique se os isolantes se partiram ao modelar a bobina. Se isto aconteceu,
substitua-os por outros.
8. Coloque as bobinas restantes.
68
AA102
9. Encaixe os dois lados das duas primeiras bobinas que ainda não foram colocadas,
como mostra a figura a seguir.
10. Modele as cabeceiras.
11. Acomode as cabeceiras do conjunto de bobinas de modo a fornecerem uma coroa
uniforme de ambos os lados do núcleo.
AA102
69
70
AA102
Ligar internamente motor
trifásico
1. Ligue os grupos de bobinas com auxílio da lâmpada em série.
2. Determine o número de bobinas por grupo.
3. Ligue em série todas as bobinas que formam os grupos. Depois, junte o começo
com o fim.
AA102
71
Observações
A corrente deve circular no mesmo sentido em todas as bobinas do mesmo grupo,
como mostra o esquema a seguir.
4. Coloque um pedaço de espaguete para cobrir a emenda. Faça a emenda e solde-a.
5. Sobreponha o espaguete.
Observação
Quando o motor tem apenas uma bobina por pólo, ou quando as bobins forem
enroladas em moldes múltiplos, não há ligações a fazer para se formarem os grupos
de bobinas.
72
AA102
Precaução
Quando ligar ou colocar os grupos, não feche a distância ab.
6. Corte espaguetes de três cores diferentes, com tamanho e quantidade suficientes
para recobrir todas as pontas de saída dos grupos.
7. Coloque os espaguetes nos grupos, segundo esta ordem:
1o grupo: cor a
2o grupo: cor b
3o grupo: cor c
4o grupo: cor a
5o grupo: cor b
Observações
As pontas de entrada e saída de um mesmo grupo devem ter a mesma cor ou
marcação.
Se não houver espaguete colorido, faça a marcação por meio de etiquetas com as
letras a, b, e c.
8. Separe as pontas da fase de cor a.
AA102
73
9. Interligue os grupos de modo que formem os pólos previstos para o enrolamento,
de acordo com o diagrama.
Observação
No exemplo usado, tomou-se por base por base um motor de 24 ranhuras, 4 pólos, 1
bobina por pólo ou grupo, ligação em série.
74
AA102
10. Emende uma ponta de cabinho flexível no início e no fim da fase e marque com os
números 1 e 4 respectivamente, como mostra a figura a.
11. Solde todas as emendas.
12. Interligue todos os grupos de cor c e proceda exatamente como na fase A. Marque
a ponta inicial com o número 2 e a final com o número 5.
13. Interligue todos os grupos de cor b e proceda como nas fases anteriores,
começando, porém, pelo grupo após a ponta 2. Marque a ponta inicial com o
número 3 e a final com o número 6. Observe a figura a seguir.
AA102
75
Observação
Os fios terminais deverão ter comprimento suficiente para possibilitar as ligações
externas à rede. Observe a figura abaixo.
76
AA102
‘
Arrematar bobinado de
estator
1. Corte a tira de isolante com largura que exceda em 1cm o comprimento da
cabeceira da bobina.
Observação
Utilize papel isolante de 0,15mm de espessura para isolar as cabeceiras.
2. Coloque as tiras isolantes entre as cabeceiras das bobinas, em ambos os lados.
AA102
77
Observação
Cuide para que as bobinas fiquem separadas a fim de evitar que os fios de uma bobina
se misturem com os da outra.
3. Com uma tesoura, recorte as extremidades das tiras separadas, para que fiquem
aparelhadas.
Precaução
Ao usar a tesoura tenha cuidado para não cortar os fios nem danificar seu isolamento.
4. Corte as cunhas de bambu ou de madeira semidura, sem nós, com comprimentos
de 5 a 10mm maiores que os das ranhuras.
5. Dê às cunhas a largura, a altura e a forma necessárias para que entrem ajustadas
6. Rebaixe uma das extremidades das cunhas para poder introduzi-las com facilidade.
7. Alise todas as cunhas com lixa fina.
8. Abaixe a calha isolante com um assentador.
78
AA102
9. Introduza a cunha golpeando-a suavemente com martelo até que o comprimento
seja o mesmo em ambos os extremos.
10. Corte um pedaço de barbante com 2m de comprimento, aproximadamente.
11. Amarre uma ponta do cadarço de algodão às cabeceiras onde se cruzam as
bobinas. Faça-o firmemente, com nós.
12. Faça um passador de fio esmaltado com aproximadamente 15cm de comprimento.
13. Utilize o passador de fio como agulha e enlace as cabeceiras da bobina.
Observações
Quando você enlaçar as bobinas, cuide para que não haja deslocamento do
isolamento das cabeceiras. Os cabos de saída e as ligações devem ficar unidos, pelo
cadarço, com as cabeceiras. Os cabos de saída e as ligações devem ficar unidos, pelo
cadarço, com as cabeceiras das bobinas.
AA102
79
14. Una as extremidades inicial e final do cadarço com nó duplo, firmemente apertado,
e corte as pontas que sobrarem.
15. Repita o passo 14 no outro lado do estator.
16. Pressione ou golpeie as cabeceiras das bobinas suavemente, para dar-lhes
formato arredondado e uniforme.
Observação
O diâmetro interno das cabeceiras das bobinas deve ser um pouco maior que o
diâmetro interno no núcleo do estator.
80
AA102
1. Verifique se existe alguma bobina com massa, isto é, ligação elétrica entre uma
ponta da bobina e a carcaça, com o auxílio de uma lâmpada em série. Se houver,
refaça a isolação para que a massa desapareça.
Observação
Para perceber como é essa vibração, coloque uma das bobinas em curto-circuito.
2. Verifique se há espiras em curto-circuito:
•
Deixe as pontas das bobinas abertas;
•
Passe uma lâmina de aço em frente a cada bobina ou grupo de bobinas com o
auxílio de um eletroímã tipo tatu.
Se a lâmina vibrar fortemente, há espiras em curto-circuito.
AA102
81
82
AA102
1. Limpe e lubrifique a parte do eixo que vai receber o rolamento.
Observação
Verifique se esta parte vai receber o rolamento está retificada em toda sua extensão.
Caso não esteja, providencie e retificação.
2. Introduza o rolamento até seu alojamento com pancadas firmes, usando como
calço um tarugo ou tubo de latão, apoiado no anel interno do rolamento.
Observação
Este passo deve ser executado na prensa, sempre que for possível.
3. Introduza o outro rolamento, repetindo os passos anteriores.
4. Coloque o rotor defronte à carcaça.
Observação
Certifique-se de que a ponta do eixo esteja do lado correto.
AA102
83
5. Levante o rotor com ambas as mãos e o introduza na carcaça, sem roçar nas
bobinas.
Precaução
Quando trabalhar com rotores pesados, peça auxílio a outra ou faça uso de talha
apropriada.
6. Encoste uma das pontas do eixo do rotor em um apoio firme.
84
AA102
7. Coloque uma das tampas batendo levemente com macete de madeira sobre
diversos pontos da borda onde o rolamento está alojado. Observe a figura a seguir.
Observação
Verifique se essa tampa está colocada no lado e na posição corretos, conferindo pela
marcação feita ao desmontar o motor.
8. Coloque os parafusos. Aperte-os alternadamente, até que a tampa se encaixe no
rebaixo da carcaça.
Observação
Não aperte os parafusos totalmente.
9. Coloque a outra tampa, repetindo os passos anteriores.
10. Posicione uma das tampas externas do rolamento.
11. Gire o rotor manualmente para que os orifícios da tampa e contratampa do
rolamento e da tampa da carcaça se alinhem.
12. Introduza um parafuso e gire-o suavemente até conseguir roscá-lo na contratampa.
13. Coloque os outros parafusos da mesma maneira.
14. Aperte os parafusos suave e alternadamente até que a tampa do enrolamento se
introduza em seu encaixe.
15. Coloque a outra tampa do enrolamento, repetindo os passos anteriores.
16. Aperte os parafusos.
17. Aperte os parafusos das tampas da carcaça alternadamente.
18. Verifique manualmente se o eixo gira livremente.
19. Aperte alternadamente os parafusos das tampas dos rolamentos.
20. Teste o motor eletricamente. Se o motor for aprovado em todos os testes, deverá
passar pelo processo de secagem e envernizamento.
AA102
85
86
AA102
Conexões de motores
elétricos de CA assíncronos
Os motores elétricos têm uma placa de terminais que recebem as entradas e saídas
dos enrolamentos. A placa de terminais permite ligar as entradas e saídas à rede e
adaptá-las para diferentes tensões.
Conexões de motores trifásicos
A figura abaixo mostra um motor trifásico que apresenta uma placa de terminais com 6
bornes.
Nessa figura, você pode observar que os bornes recebem as 6 pontas das fases.
AA102
87
Este tipo de placa permite ligar o motor exteriormente, em estrela ou em triângulo. Veja
as figuras a seguir.
Conexão em estrela para tensão mais
alta, usualmente 380V.
Conexão em triângulo para tensão mais
baixa, usualmente 220V ou 440V.
A conexão é feita por meio de pontes metálicas. Para inverter o sentido da rotação,
inverte-se a ligação de dois condutores de linha.
Alguns motores têm as letras U, V, W, X, Y e Z indicadas nos bornes, e outros têm
números.
A figura abaixo mostra a disposição das letras e a respectiva equivalência com os
números.
88
AA102
Veja a seguir uma placa de terminais com nove bornes.
Este tipo de placa permite ligar o motor externamente em estrela ou dupla estrela, para
duas tensões diferentes, por exemplo, 440V e 220V, respectivamente. Note que os
terminais 10, 11 e 12 estão fechados internamente, formando uma estrela simples.
Neste tipo de conexão, a tensão superior é sempre o dobro da inferior.
Observação
Quando se perdem as identificações das saídas com condutores, deve-se agir da
seguinte maneira para motores trifásicos assíncronos 6 pontas.
•
Separe as três fases com um lâmpada em série.
•
Escolha uma fase qualquer e chame-a de fase A . Dê os números 1 a 4 às suas
pontas.
AA102
89
•
Junte um terminal qualquer da fase B, e outro da fase C, ao terminal número 4.
•
Aplique 10% de EM entre as pontas 1 e 4. Nos terminais restantes, a tensão deve
ser nula. A tensão entre a ponta no 1 e cada terminal restante de B e C deve ser 1,5
da tensão da tensão aplicada.
•
Se você não encontrar os valores pedidos no item anterior, faça a troca dos fios
das fases B e C, ligados ao número 4, até satisfazer as orientações.
•
Satisfeitas as orientações, os terminais livres das fases B e C serão os serão os
números 2 e 3.
•
Complete as identificações da fase
B2
•
90
5 e fase C 3
6.
Ligue o motor em estrela e em triângulo para comprovação.
AA102
Tacômetro
O tacômetro é um instrumento destinado a medir a rotação por minuto nos eixos das
máquinas. Serve também para medir a velocidade periférica, através de dispositivos
especiais. Veja na figura abaixo um exemplo de tacômetro.
Os tacômetros mais usados são os mecânicos, os eletromecânicos e os eletrônicos.
Os tacômetros mecânicos são constituídos apenas de engrenagens.
AA102
91
Os tacômetros eletromecânicos possuem fricção magnética ou eletromagnética
internamente. São considerados pequenos geradores que utilizam a energia gerada
sob um voltímetro calibrado em rpm.
Os tacômetros eletrônicos trabalham sob um sistema de emissão de luz e dispensam
os contatos de acoplamento.
Os tacômetros podem ter indicador analógico, isto é, com ponteiro, ou digital, isto é,
marcado com dígitos.
Existem várias formas e modelos de tacômetros. Todos eles são feitos para uma
determinada faixa de velocidade, mas existem multiplicadores para suas escalas.
A medição da rotação de um eixo pode ser feita através de dois processos: leitura com
acoplamento cônico e leitura com emissão de luz, sem contato mecânico.
92
AA102
Leitura com acoplamento cônico
1. Selecione a escala a ser usada, partindo sempre da maior para a menor.
2. Ligue o motor e acople o apalpador cônico bem no centro do eixo do motor. Veja a
figura abaixo.
Observação
Cuidado para não inclinar o aparelho.
3. Espere o ponteiro estabilizar; pressione o trava-ponteiro e desligue o motor.
4. Faça a leitura em condições de segurança.
Leitura com emissão de luz
1. Fixe a marca refletiva no local onde você vai medir a rpm.
Precaução
A máquina deve estar desligada.
AA102
93
Observação
A marca refletiva pode ser aplicada no eixo ou na superfície curva.
2. Ligue a máquina e direcione o fluxo de luz para a marca refletiva
Observação
Posicione o tacômetro levando em consideração sua segurança e a do aparelho.
3. Pressione a tecla automática ou memória e desligue a máquina.
4. Faça a leitura recorrendo à tecla-memória.
94
AA102
Bobinagem de motor trifásico
meio imbricado
Resumo para execução
1. Desmonte a máquina giratória.
Operação
Ferramentas/instrumentos
Materiais
•
Extrator para polia
•
Pincel
•
Martelo de bola
•
Solvente para graxa
•
Talhadeira
•
Graxa para rolamento
•
Jogo de chave de boca fixa
•
Jogo de chave canhão
•
Jogo de chave allen
•
Saca-rolamento
•
Tarugo de cobre
2. Faça o levantamento do esquema da máquina anotando os dados e desfaça o
bobinado.
Operação
Materiais
Desfazer bobinados de
•
Estufa
•
Ficha apropriada
máquinas com núcleos
•
Varetas metálicas
•
Solvente para verniz
ranhurados
•
Martelo
•
Lâmina de serra
•
Talhadeira
•
Escala milimétrica
•
Micrômetro/fieira AWG
3. Faça o isolamento dos canais.
Operação
Materiais
•
Tesoura plantiforme
•
Papel isolante de 0,25mm
•
Tesoura comum
•
•
Escala graduada
•
Fibra vermelha de
•
Riscador
•
Gabaritos
•
Cordonê
AA102
1 '
32
95
4. Confeccione as bobinas.
Operação
Materiais
•
Bobinadeira manual com
•
Fio magnético
contagiros
•
Cordonê
•
Moldes para bobinas
5. Monte as bobinas nos canais.
Operação
Materiais
Montar bobinas tipo meio
•
Espátula de fibra
•
imbricado
•
Acamador
•
Martelo com pancada de
plástico
•
Sarrafo de madeira macia
6. Faça as conexões internas.
Operação
Ligar internamente motor
•
Alicate universal
trifásico
•
Canivete
7. Arremate o bobinado.
Operação
Materiais
•
Ferro de soldar 120W
•
•
Alicate universal
•
Canivete
Espaguete de linho de 2mm
e 4mm
•
Solda
•
Cadarço de algodão 2/4’
•
8. Faça o teste de curto-circuito entre espiras e resistência de isolamento.
Operação
•
Eletroímã de dimensões
apropriadas (tatu)
•
Megôhmetro
9. Monte o motor.
Operação
Materiais
•
Martelo de bola
•
Graxa para rolamento
•
Tarugo de cobre ou latão
•
Solvente para graxa
•
Jogos de chave de boca fixa,
canhão ou allen
96
AA102
Ensaiar motor trifásico sem
carga
Para ensaiar um motor é necessário que ele esteja completamente montado, com o
eixo girando livremente. Sempre que realizar um ensaio, você deve fazer anotações
sobre o bobinado em seu caderno.
Para realizar o ensaio de motor trifásico, você deverá fazer três testes e duas provas.
Os três testes devem ser feitos em todos os motores que você bobinar.
Teste de isolação
Em primeiro lugar, lembre-se que é preciso conhecer as condições de isolamento da
máquina elétrica que será energizada.
1. Calcule a resistência de isolamento mínimo, conforme informações anteriores. Se
necessário, faça a correção da resistência para que fique de acordo com a
temperatura em que a máquina está trabalhando.
2. Desligue o motor da rede.
3. Meça a resistência de isolação entre as fases e entre as fases e terra, com o
auxílio de um megôhmetro. Mantenha o aparelho em contato por mais de 30
segundos para fazer a medição.
AA102
97
Isto é necessário devido à polarização dos materiais ferro-magnéticos que estão
envolvidos no circuito.
Medições a temp. ºC
Valor medido
Valor calculado
1e2
MΩ
MΩ
2e3
MΩ
MΩ
3e1
MΩ
MΩ
MΩ
MΩ
1, 2, 3 e
Teste da resistência dos condutores do bobinado
1. Meça a resistência de cada fase com uma ponte de Wheatstone e anote os
resultados.
98
AA102
Teste de funcionamento
1. Ligue o motor com a conexão que coincida com a tensão disponível em sua
bancada.
2. Confira as ligações.
3. Energize o motor.
Observação
Se o motor não funcionar ou se solicitar corrente acima da nominal, desligue-o
imediatamente. Reconfira as ligações. Se não obtiver sucesso, peça auxílio ao
instrutor.
4. Meça a rpm no eixo do motor com auxílio de um tacõmetro.
5. Meça a corrente de cada fase e anote-as.
6. Desligue o motor.
Observações
•
Mantenha seu local de trabalho limpo e organizado.
•
Mantenha o eixo do motor dentro dos limites da bancada e em situação segura
Precauções
•
Cuidado com máquinas elétricas energizadas.
•
Não deixe avental, estopas e panos parto de máquinas rotativas.
Prova de funcionamento sem carga
1. Ligue o motor de acordo com o diagrama das figuras a seguir.
Disponibilidade de wattímetro
Disponibilidade de wattímetro trifásico
monofásico
AA102
99
Observação
A conexão do motor deve ser compatível com a rede. Os instrumentos devem ser
compatíveis com a potência do motor a ser testado.
2. Confira todas as ligações dos instrumentos e do motor.
3. Chunte o amperímetro e as partes amperimétricas de W1.
4. Energize o motor e deixe o eixo girar livremente.
5. Retire o chunte de W1. Verifique se o ponteiro do wattímetro se desloca para a
esquerda e desligue o circuito.
Observação
Se houver deslocamento para esquerda, inverta a parte amperométrica do wattímetro e
mantenha-o com chunte.
6. Energize o motor.
7. Retire os chuntes A1 e W1 e anote os valores de I1, E1 e W1.
8. Desligue o motor.
Prova de rotor travado (curto-circuito)
Esta prova serve para comprovar alguns dados do projeto e para conferir o
levantamento do diagrama circular do motor.
1. Alimente o motor com tensão 3∅ variando de zero até atingir a corrente nominal.
Observação
Use os circuitos das figuras abaixo, bem como as orientações da prova de
funcionamento sem carga.
100
AA102
Aplicação
1. Se a ligação do wattímetro é monofásica, a potência elétrica solicitada sem carga
no motor será:
Wo = 3 . Wfo
Se a ligação de wattímetro é trifásica, será Wo = leitura do wattímetro trifásico.
2. Se o motor estiver ligado em triângulo, a tensão de fase Ef será igual à tensão de
linha E1.
Ef = E1
Se o motor estiver ligado em estrela a tensão da fase igual à tensão de linha E1
dividida pela raiz quadrada de 3.
Ef =
E1
3
3. Se o motor estiver ligado em estrela a corrente de fase em vazio Ifo será igual a
I1.
Ifo = I1
Se o motor estiver ligado em triângulo, a corrente de fase em vazio Ifo será igual a
I1 dividida pela raiz quadrada de 3.
Ifo =
I1
3
AA102
101
4. A impedância em vazio Zfo será igual a Efo dividido por Ifo.
Zfo =
Efo
Ifo
5. O fator de potência em vazio cos ϕ o será igual a Wfo dividido por potência
aparente, isto é, volt-ampère (Efo . Ifo).
Na medição monofásica, a fórmula é:
Cos ϕ o =
Wfo
Efo . Ifo
Na mediação trifásica, a fórmula é:
Cos ϕ o =
Wo
E1. Ifo . 3
6. No funcionamento sem carga, as perdas de cobre do rotor são desprezíveis.
Contudo, as perdas do estator não são desprezíveis e são calculadas pela fórmula:
p est = 3 Ifo2 . rb
Ifo = corrente de fase;
Rb = resistência do bobinado de uma fase em ohms
p est = perdas de cobre no estator em watts.
7. As perdas por atrito, resist~encia do ar e as perdas no ferro não dependem da
carga no motor. São calculadas pela fórmula:
p at = Wo - p est
Wo = potência solicitada da rede sem carga;
p = perdas de cobre no estator.
Exemplo
Motor 3 0 - 1HP - 220/380 - 3,2/1,85A
102
AA102
1. Sem carga
Medidas
Com wattímetro trifásico; motor ligado em triângulo
Wo = 60W
IL = 0,8A
EL = 220V
Efo = EL → Δ → 220V
Ifo =
IL
=
3
= 0,46A
3
Cos ϕ o =
Zfo =
0,8
Wo
60
=
= 0,19
Efo . Ifo . 3
220 . 0,46 . 3
Efo
220
= 478,2Ω
=
Ifo
0,46
Medidas
Com wattímetro monofásico; motor ligado em triângulo
Wfo = 20W
Wo = 3 . Wfo = 3 . 20 = 60
IL = 0,8A
EL = 220V
Efo = EL → Δ → 220V
Ifo =
IL
3
=
Cos ϕ o =
Zfo =
0,8
3
0,46A
20
Wof
= 0,19
=
Efo . Ifo
220 . 0,46
Efo
220
=
= 478,2Ω
Ifo
0,46
AA102
103
2. Com rotor travado (curto-circuito)
Medidas
Com wattímetro trifásico; motor ligado em triângulo
Wcc = 250W
Vcc = 85V
IL = 3,2A
If =
IL
3
=
3,2
Cos ϕ cc =
3
= 1,84A
Wcc
250
=
= 0,53
Vcc . If . 3
85 . 1,84 . 3
Medidas
Com wattímetro monofásico; motor ligado em triângulo
Wcc = 85W
Vcc = 85V
EL = 3,2A
IL
3,2
=
= 1,84A
If =
3
3
Cos ϕ cc =
Wcc
85
=
= 0,54
Vcc . Ifo
85 . 1,84
Observação
O grau de precisão dos instrumentos pode acarretar diferenças na leitura.
104
AA102
meio imbricado
1. Faça o teste de isolação.
2. Meça a resistência dos condutores de bobinado.
3. Faça o teste de funcionamento.
4. Faça a prova de funcionamento sem carga.
5. Faça a prova com o rotor travado (curto-circuito).
Aparelhos
•
Megôhmetro
•
Ponto de Wheatstone
•
Tacômetro
•
Alicate amperimétrico
•
Wattímetro monofásico 0 a 250W
•
Wattímetro trifásico 0 a 250W
•
Amperímetro de 0 a 1A
•
Amperímetro de 0 a 5A
•
Voltímetro de 0 a 250V
Material
•
Cabinhos com pinos-banana nas pontas
AA102
105
Equipamentos
•
Circuito trifásico com proteção de curto-circuito
•
Dispositivo para travar mecanicamente o eixo do rotor
•
Varivolt trifásico
Equipamentos
A
B
cm
E
cm
F
cm
106
C
D
cm
G
cm
H
cm
AA102
cm
cm
Motor trifásico sem carga
Ensaio – Exercício
1. A resistência de isolação em MΩ foi
Valores medidos a____ºC
Valores calculados
1e
=
MΩ
1e2=
MΩ
1, 2, 3 e
2e
=
MΩ
2e3=
MΩ
Corrigida a temp. amb. de
3e
=
MΩ
123=
MΩ
1,2,3 e
MΩ a 20ºC
ºC
MΩ
2. Resistência dos condutores
Valor medido
Temperatura ambiente
Valor calculado
1
4=
Ω
2
5=
Ω
80ºC + TA =
ºC
3
6=
Ω
1
4→
Ω
ºC
Classe B
3. Qual é a tensão da fase E ?
a) E = EL → Δ → _____
b) E =
EL
3
→ Y → _____
4. Qual é a corrente de fase com o motor a vazio Io ?
a) Io =
IL
3
→ Δ
b) Io = IL → Y
AA102
107
5. Qual é a impedância do motor vazio?
Zo =
E
Io
6. Qual será o fator de potência do motor sem carga?
cos ϕo =
Wo
E o . Io
ou
cos ϕo =
Wo
EL . Io . 3
7. Quais serão as perdas do cobre no estator?
Pest = 3 Io2 . rb
8. Quais serão as perdas por atrito, resistência do ar e as perdas no ferro?
Pat = Wo = Pest
9. Qual será o fator de potência do motor com o rotor travado?
cos ϕcc =
WCC
VCC . Io . 3
10. Qual é a rotação desse motor sem carga?
108
AA102
meio imbricado – Verificação
Observe a figura e determine:
1. O número de bobinas para esse motor:__________________________
2. O passo da bobina para esse bobinado:__________________________
3. Os grupos de bobinas para esse bobinado:________________________
4. O passo da fase para esse bobinado:_____________________________
5. Os lados que deverão ficar levantados para esse bobinado: __________________.
6. A velocidade de sincronismo para esse motor:______________________
7. Complete a afirmativa nas linhas indicadas.
O teste de curto-circuito entre as espiras é feito com o auxílio de _____________ e
de ____________________.
AA102
109
8. Complete o esquema simplificado de uma fase para esse motor.
9. Faça a ligação para pólos ativos e pólos consequentes.
10. Faça o fechamento para ligações Y e Δ .
110
AA102
meio imbricado
Ficha de motor elétrico
Modelo =
Tipo de bobinado =
Tipo =
Temperatura de trabalho =
Série =
Rolamento =
o
Marca-monofásico =
N de pontas =
trifásico =
Classe de isolamento =
Fio no
Potência =
Volts =
= AWG
Peso do fio =
o
Amp. Carga =
N de espiras por ranhura =
Cos ϕ =
Fechamento da fase =
Freqüência =
Verniz (impregnação) =
Rpm =
Isolação (MΩ) =
N de canais =
Passo da bobina (yb) =
o
N de pólos =
mm2
Tipo de fio =
Amp. Vazio =
o
Seção
Passo da fase (yf) =
AA102
111
112
AA102
46.15.12.670-5
Aprendizagem Industrial
Eletricista de manutenção
Bobinadeira manual
Montagem de ferro de soldar
Preparação e bobinagem de transformador monofásico
Polarização e ensaio de transformador trifásico
Bobinagem de motor trifásico imbricado
Bobinagem de motor trifásico com ligação Dahlander
Bobinagem de motor monofásico de fase auxiliar
Bobinagem de rotor com bobinas pré-moldadas
Preparação e bobinagem de rotor universal
Preparação e bobinagem de armaduras de máquinas c.c.

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