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  Elétricos

    Leonardo Adams
Assuntos

1                 História
                 História

2       Princípio de Funcionamento


3            Tipos de Motores         3.1   Corrente Contínua


    1      Identificação das Partes
                                      3.2   Corrente Alternada

    2          Funcionamento          3.3    Motor de Passo

    3             Controle
                                      3.4      Servo Motor
    4     Vantagens/Desvantagens
    5            Aplicações
                                      3.5    RC Servo Motor

    6          Produtos WEG
1                    História
641 a.C   Tales observou o fenômeno da eletricidade eletrostática


 1600     William Gilbert publicou De Magnete (força de atração magnética)


 1663     Otto Guericke construiu a primeira máquina eletrostática


 1820     Hans Christian Oersted observou a ligação entre magnetismo e
          eletricidade (eletromagnetismo) – primeiro passo para o
          desenvolvimento do motor elétrico

 1825     William Sturgeon inventou o eletroímã


 1832     S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada
          com movimento da vaivém

 1833     W. Ritchie WInventou o comutador
1                 História
1838   Moritz Hermann von Jacobi desenvolveu um motor elétrico
       alimentado por bateria para um bote

1866   Construção de um gerador sem a utilização de ímã permanente


1879   A firma Siemens e Halske desenvolveu a primeira locomotiva
       elétrica

1885   Construiu o 1º motor de corrente alternada


1889   Dobrowolski, da empresa AEG, entrou com o pedido de patente
       de um motor trifásico com rotor de gaiola

1891   Desenvolveu a primeira fabricação em série de motores
       assíncronos
2   Princípio de Funcionamento
3   Tipos de Motores




    Motor CA       Motor CC




     Servo Motor
                    Motor de Passo
3.1        Corrente Contínua
 1    Identificação das Partes


       Rotor (Armadura)          Estator (Campo)
3.1         Corrente Contínua

1     Identificação das Partes


           Comutador             Escovas
3.1       Corrente Contínua

        Rotor (Armadura)            Estator (Campo)

Rotor com Enrolamento      Carcaça(1)
Comutador(7)               Pólos de excitação(2)
Eixo(5)                    Pólos de comutação(3)
                           Enrolamento de compensação
                           Conjunto porta Escovas e escovas(4)
3.1       Corrente Contínua

 1    Identificação das Partes


                         Comutador e Escovas
3.1   Corrente Contínua
 2    Funcionamento
3.1   Corrente Contínua
 2    Funcionamento
3.1        Corrente Contínua
3            Controle


Variação continua da tensão aplicada no motor(Analógico)

                     Conversor de corrente CA/CC
3.1        Corrente Contínua
 4    Vantagens/Desvantagens
3.1   Corrente Contínua
3.1        Corrente Contínua
5           Aplicações            6         Produtos WEG


Motores CC estão sendo substituídos por motores CA acionados
por inversores de freqüência

Porém, em alguns setores sua utilização ainda é vantajosa:
-Máquinas de Papel
-Bobinadoras e desbobinadoras
-Laminadores
-Máquinas de Impressão
-Extrusoras
-Prensas
-Elevadores
-Movimentação e elevação de cargas
-Moinhos de rolos
-Indústria de borracha
-Mesa de testes de motores
3.1             Corrente Contínua
7           Refrigeração

  Ventilação
   Forçada                    Sem
 Independen-                Ventilação
      te


                           Ventilação
      Auto                 por Trocador
    Ventilado              de Calor AR-
                           AR


  Ventilação               Ventilação
   Forçada                 por Trocador
 Independen-               de Calor AR-
    te Axial               ÁGUA
3.1      Corrente Contínua
 6    Identificação
3.1        Corrente Contínua
6
       Tipos de
      Excitações
3.2        Corrente Alternada
    Principais Partes       Motor de Indução Trifásico

          Rotor
         Estator

         Estator

       Carcaça(1)
  Núcleo de Chapas(2)
 Enrolamento Trifásico(8)


          Rotor
          Eixo(7)
  Núcleo de Chapas(3)
 Barra de anéis de curto
       circuito(12)
3.2       Corrente Alternada
                             Motor de Indução Trifásico



         Outras Partes

          Tampa (4)
         Ventilador (5)
      Tampa defletora (6)
      Caixa de ligação (9)
        Terminais (10)
       Rolamentos (11)
3.2   Corrente Alternada
3.2   Corrente Alternada
 2    Funcionamento

                  Motor CA Síncrino




                  Motor CA Síncrino
3.2        Corrente Alternada

      Motor de Gaiola


      Enrolamento Monofásico   Enrolamento Trifásico
3.2       Corrente Alternada
 Regulagem da velocidade    Motores de indução alimentados por
                                 inversores de freqüência
      número de pólos
      escorregamento
   freqüência da tensão    Vantagens
                           Facilidade de controle
                           Economia de energia
                           Redução do preço dos inversores

                           Inversor influencia nas características
                           construtivas do motor (tipo de aplicação
                           / faixa de velocidade)
3.2         Corrente Alternada

  4    Vantagens/Desvantagens


Vantagens:
-Rede de energia é alternada
-Barato
3.2        Corrente Alternada
5           Aplicações         6           Produtos WEG


      Motor Trifásico    Motor Trifásico         Motor Trifásico
          IP55           para bomba de           para bomba de
                          combustível             combustível



          Bombas,
        ventiladores,
         exaustores,
       compressores
3.2         Corrente Alternada
 7             Partida


                     Partida direta através de contatores

                                              - Queda de tensão
      Corrente de partida              - Sistema de proteção deve ser
           elevada                            superdimensionado
                                     - Concessionárias limitam a queda
                                                  de tensão




                  Chave estrala triângulo
  Sistemas de Chave Compensadora
 partida indireta Chave série-paralelo
                  Partida Eletrônica (Soft-Tarter)
3.2   Corrente Alternada
3.3           Motor de Passo
1     Identificação das partes




            Rotor                    Estator
       Rotor 1 (Norte)
        Rotor 2 (Sul)            Bobinas (Fases)
      Ímã permanente
3.3            Motor de Passo
1.1       Características


 Motores de passo são construídos com:
 12,24,72,144 e 200 passos por revolução

  Resultam em incrementos de:
  30,15,5,2.5,2,1.8

  3 etapas: parado, ativado com rotor travado ou girando em etapas


  Movimento pode ser brusco ou suave, dependendo da freq e da
  amplitude dos passos
3.3      Motor de Passo
2     Funcionamento
3.3   Motor de Passo
3.3             Motor de Passo
3              Controle


    Unipolar
3.3          Motor de Passo

      Excitação
       Simples




Motor unipolar com passo inteiro
Excitação de
Duas Bobinas
3.3           Motor de Passo


 Meio Passo




Motor unipolar com meio passo
Bipolar
3.3          Motor de Passo
 Motor bipolar com passo inteiro




 Motor bipolar com meio passo
3.3           Motor de Passo



      Controlador                                       Motor de
        Digital                   Driver                 Passo




  Escolha de motor de passo                Requisitos mecânicos


      Características elétricas            Projeto eletrônico de controle
3.3            Motor de Passo
   Normal
                   -torque e velocidade não são importantes
 (Full-step)
                   -problemas com ressonância podem impedir a
 Excitação
                   operação em baixas velocidades
   Única
   Normal
                   -Bom torque e velocidade
 (Full-step)
                   -Pouco problema com ressonância
 Excitação
                   -Requer o dobro de potência da fonte
   Dupla
             -Dobra a resolução;
             -O torque do motor varia ao alternar o passo
 Meio passo
             -Opera em grande faixa de velocidade
 (Half-step)
             -Livre de problemas de ressonâncias
             -Opera com qualquer carga encontrada comumente

               -Usado onde é necessário movimento macio ou maior
Micro Passo
               resolução
3.3             Motor de Passo
 4   Vantagens/Desvantagens

Vantagens:
-Tamanho e custos reduzidos
-Total adaptação à lógica digital (controle preciso da velocidade,
direção e distância)
-Características de bloqueio
-Pouco desgaste
-Dispensa realimentação


Desvantagens:
-má relação potência-volume
3.3           Motor de Passo

 5          Aplicações


-Mesas XY
-Periféricos de computadores
-Célula de manufatura integrada
-Sistemas robóticos
3.4              Servo Motor

1     Identificação das Partes
3.4             Servo Motor



      Todo motor projetado para ser um servo motor deve:
         -Operar em escalas de velocidade sem aquecer
         -Habilidade para operar em velocidade zero
         -Reter torque suficiente para segurar uma carga em posição
         -Habilidade para operar em baixas velocidades por longos
         períodos sem aquecer
3.4              Servo Motor

 2         Funcionamento

      Motor CC ou CA


 3             Controle

     -PWM - Acionamento
     -Encoder,Resolver,etc - sensor
     -Controle lógico
     -Controle Eletrônico – amplificador do sinal (driver)
3.4   Servo Motor
3.4             Servo Motor

 4    Vantagens/Desvantagens

Vantagens:
-Maior Precisão
-Maior Torque
-Maiores Velocidades
-Garantia de movimento contínuo

 5           Aplicações

 -Máquinas CNC
 -Carrinho de controle remoto
 -Robótica
 -Sistemas fly-by-wire
3.5           RC Servo Motor

Servo Motor DC utilizado em modelos controlados por controle remoto

Motor, realimentador, engrenagens, circuito de controle

 Motor DC unido mecanicamente a um potenciômetro (dispositivo
 realimentador)
3.5          RC Servo Motor

 Aplicação:
 Leme de barco
 Flaps de aviões
Acionamentos eletricos

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Acionamentos eletricos

  • 2. Assuntos 1 História História 2 Princípio de Funcionamento 3 Tipos de Motores 3.1 Corrente Contínua 1 Identificação das Partes 3.2 Corrente Alternada 2 Funcionamento 3.3 Motor de Passo 3 Controle 3.4 Servo Motor 4 Vantagens/Desvantagens 5 Aplicações 3.5 RC Servo Motor 6 Produtos WEG
  • 3. 1 História 641 a.C Tales observou o fenômeno da eletricidade eletrostática 1600 William Gilbert publicou De Magnete (força de atração magnética) 1663 Otto Guericke construiu a primeira máquina eletrostática 1820 Hans Christian Oersted observou a ligação entre magnetismo e eletricidade (eletromagnetismo) – primeiro passo para o desenvolvimento do motor elétrico 1825 William Sturgeon inventou o eletroímã 1832 S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento da vaivém 1833 W. Ritchie WInventou o comutador
  • 4. 1 História 1838 Moritz Hermann von Jacobi desenvolveu um motor elétrico alimentado por bateria para um bote 1866 Construção de um gerador sem a utilização de ímã permanente 1879 A firma Siemens e Halske desenvolveu a primeira locomotiva elétrica 1885 Construiu o 1º motor de corrente alternada 1889 Dobrowolski, da empresa AEG, entrou com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola 1891 Desenvolveu a primeira fabricação em série de motores assíncronos
  • 5. 2 Princípio de Funcionamento
  • 6. 3 Tipos de Motores Motor CA Motor CC Servo Motor Motor de Passo
  • 7. 3.1 Corrente Contínua 1 Identificação das Partes Rotor (Armadura) Estator (Campo)
  • 8. 3.1 Corrente Contínua 1 Identificação das Partes Comutador Escovas
  • 9. 3.1 Corrente Contínua Rotor (Armadura) Estator (Campo) Rotor com Enrolamento Carcaça(1) Comutador(7) Pólos de excitação(2) Eixo(5) Pólos de comutação(3) Enrolamento de compensação Conjunto porta Escovas e escovas(4)
  • 10. 3.1 Corrente Contínua 1 Identificação das Partes Comutador e Escovas
  • 11. 3.1 Corrente Contínua 2 Funcionamento
  • 12. 3.1 Corrente Contínua 2 Funcionamento
  • 13. 3.1 Corrente Contínua 3 Controle Variação continua da tensão aplicada no motor(Analógico) Conversor de corrente CA/CC
  • 14. 3.1 Corrente Contínua 4 Vantagens/Desvantagens
  • 15. 3.1 Corrente Contínua
  • 16. 3.1 Corrente Contínua 5 Aplicações 6 Produtos WEG Motores CC estão sendo substituídos por motores CA acionados por inversores de freqüência Porém, em alguns setores sua utilização ainda é vantajosa: -Máquinas de Papel -Bobinadoras e desbobinadoras -Laminadores -Máquinas de Impressão -Extrusoras -Prensas -Elevadores -Movimentação e elevação de cargas -Moinhos de rolos -Indústria de borracha -Mesa de testes de motores
  • 17. 3.1 Corrente Contínua 7 Refrigeração Ventilação Forçada Sem Independen- Ventilação te Ventilação Auto por Trocador Ventilado de Calor AR- AR Ventilação Ventilação Forçada por Trocador Independen- de Calor AR- te Axial ÁGUA
  • 18. 3.1 Corrente Contínua 6 Identificação
  • 19. 3.1 Corrente Contínua 6 Tipos de Excitações
  • 20. 3.2 Corrente Alternada Principais Partes Motor de Indução Trifásico Rotor Estator Estator Carcaça(1) Núcleo de Chapas(2) Enrolamento Trifásico(8) Rotor Eixo(7) Núcleo de Chapas(3) Barra de anéis de curto circuito(12)
  • 21. 3.2 Corrente Alternada Motor de Indução Trifásico Outras Partes Tampa (4) Ventilador (5) Tampa defletora (6) Caixa de ligação (9) Terminais (10) Rolamentos (11)
  • 22. 3.2 Corrente Alternada
  • 23. 3.2 Corrente Alternada 2 Funcionamento Motor CA Síncrino Motor CA Síncrino
  • 24. 3.2 Corrente Alternada Motor de Gaiola Enrolamento Monofásico Enrolamento Trifásico
  • 25. 3.2 Corrente Alternada Regulagem da velocidade Motores de indução alimentados por inversores de freqüência número de pólos escorregamento freqüência da tensão Vantagens Facilidade de controle Economia de energia Redução do preço dos inversores Inversor influencia nas características construtivas do motor (tipo de aplicação / faixa de velocidade)
  • 26. 3.2 Corrente Alternada 4 Vantagens/Desvantagens Vantagens: -Rede de energia é alternada -Barato
  • 27. 3.2 Corrente Alternada 5 Aplicações 6 Produtos WEG Motor Trifásico Motor Trifásico Motor Trifásico IP55 para bomba de para bomba de combustível combustível Bombas, ventiladores, exaustores, compressores
  • 28. 3.2 Corrente Alternada 7 Partida Partida direta através de contatores - Queda de tensão Corrente de partida - Sistema de proteção deve ser elevada superdimensionado - Concessionárias limitam a queda de tensão Chave estrala triângulo Sistemas de Chave Compensadora partida indireta Chave série-paralelo Partida Eletrônica (Soft-Tarter)
  • 29. 3.2 Corrente Alternada
  • 30. 3.3 Motor de Passo 1 Identificação das partes Rotor Estator Rotor 1 (Norte) Rotor 2 (Sul) Bobinas (Fases) Ímã permanente
  • 31. 3.3 Motor de Passo 1.1 Características Motores de passo são construídos com: 12,24,72,144 e 200 passos por revolução Resultam em incrementos de: 30,15,5,2.5,2,1.8 3 etapas: parado, ativado com rotor travado ou girando em etapas Movimento pode ser brusco ou suave, dependendo da freq e da amplitude dos passos
  • 32. 3.3 Motor de Passo 2 Funcionamento
  • 33. 3.3 Motor de Passo
  • 34. 3.3 Motor de Passo 3 Controle Unipolar
  • 35. 3.3 Motor de Passo Excitação Simples Motor unipolar com passo inteiro
  • 37. 3.3 Motor de Passo Meio Passo Motor unipolar com meio passo
  • 39. 3.3 Motor de Passo Motor bipolar com passo inteiro Motor bipolar com meio passo
  • 40. 3.3 Motor de Passo Controlador Motor de Digital Driver Passo Escolha de motor de passo Requisitos mecânicos Características elétricas Projeto eletrônico de controle
  • 41. 3.3 Motor de Passo Normal -torque e velocidade não são importantes (Full-step) -problemas com ressonância podem impedir a Excitação operação em baixas velocidades Única Normal -Bom torque e velocidade (Full-step) -Pouco problema com ressonância Excitação -Requer o dobro de potência da fonte Dupla -Dobra a resolução; -O torque do motor varia ao alternar o passo Meio passo -Opera em grande faixa de velocidade (Half-step) -Livre de problemas de ressonâncias -Opera com qualquer carga encontrada comumente -Usado onde é necessário movimento macio ou maior Micro Passo resolução
  • 42. 3.3 Motor de Passo 4 Vantagens/Desvantagens Vantagens: -Tamanho e custos reduzidos -Total adaptação à lógica digital (controle preciso da velocidade, direção e distância) -Características de bloqueio -Pouco desgaste -Dispensa realimentação Desvantagens: -má relação potência-volume
  • 43. 3.3 Motor de Passo 5 Aplicações -Mesas XY -Periféricos de computadores -Célula de manufatura integrada -Sistemas robóticos
  • 44. 3.4 Servo Motor 1 Identificação das Partes
  • 45. 3.4 Servo Motor Todo motor projetado para ser um servo motor deve: -Operar em escalas de velocidade sem aquecer -Habilidade para operar em velocidade zero -Reter torque suficiente para segurar uma carga em posição -Habilidade para operar em baixas velocidades por longos períodos sem aquecer
  • 46. 3.4 Servo Motor 2 Funcionamento Motor CC ou CA 3 Controle -PWM - Acionamento -Encoder,Resolver,etc - sensor -Controle lógico -Controle Eletrônico – amplificador do sinal (driver)
  • 47. 3.4 Servo Motor
  • 48. 3.4 Servo Motor 4 Vantagens/Desvantagens Vantagens: -Maior Precisão -Maior Torque -Maiores Velocidades -Garantia de movimento contínuo 5 Aplicações -Máquinas CNC -Carrinho de controle remoto -Robótica -Sistemas fly-by-wire
  • 49. 3.5 RC Servo Motor Servo Motor DC utilizado em modelos controlados por controle remoto Motor, realimentador, engrenagens, circuito de controle Motor DC unido mecanicamente a um potenciômetro (dispositivo realimentador)
  • 50. 3.5 RC Servo Motor Aplicação: Leme de barco Flaps de aviões