Na operação do motor, parâmetros de desempenho como eficiência, fator de potência, velocidade e corrente são indicadores críticos da qualidade operacional. Entre estes, velocidade e corrente possuem uma relação direta e interdependente que afeta significativamente o desempenho motor.
Motores de indução operar com base em velocidade síncrona (Ns), determinado por:
Ns=120f/P
onde:
f = frequência de alimentação (Hz)
P = número de pólos
No entanto, o velocidade real do rotor (N) é sempre um pouco menor devido deslizamento(s):
N=Ns(1−s)
O deslizamento é necessário para induzir a corrente do rotor (Eu₂) e gerar torque.
Condição sem carga
• Potência de saída ≈ 0 → Corrente do rotor (I₂) ≈ 0
• Deslizamento(s) ≈ 0 → Velocidade real ≈ Velocidade síncrona (N ≈ Ns)
• A corrente do estator (I₁) consiste principalmente em corrente de magnetização (necessária para estabelecer o campo magnético).
Condição carregada
• À medida que a carga aumenta, o rotor desacelera ligeiramente, aumentando o(s) deslizamento(s).
• Um escorregamento maior induz uma corrente de rotor maior (I₂) para produzir mais torque e equilibrar a carga.
• A corrente do estator (I₁) aumenta proporcionalmente para neutralizar o campo magnético do rotor.
• A velocidade cai ligeiramente (normalmente 2-5% de escorregamento em plena carga).
Exemplo: Um motor de 2 pólos (Ns = 3.000 RPM) funciona a ~2.850 RPM (5% de escorregamento) sob carga total.
Representação Gráfica
• A curva de velocidade versus carga é uma linha ligeiramente decrescente (velocidade quase constante com pequena queda à medida que a carga aumenta).
• A curva corrente versus carga é aproximadamente linear – a corrente do estator aumenta com a carga para manter o torque.
O baixo escorregamento (2-5%) garante alta eficiência, pois o escorregamento excessivo aumenta as perdas de cobre do rotor (I₂²R).
Motores de alto deslizamento (por exemplo, para britadores ou transportadores) apresentam intencionalmente maior deslizamento (até 10-15%) para melhor torque de partida, mas menor eficiência.
O controle de tensão/frequência (V/f) em VFDs mantém o fluxo ideal, evitando corrente excessiva em baixas velocidades.
Sobrecarga: Carga excessiva → alto escorregamento → alto I₂ → pico de corrente do estator → superaquecimento.
Desequilíbrio de tensão: Causa distribuição desigual de corrente, aumentando as perdas e reduzindo a estabilidade da velocidade.
Rotor travado (s=1): A corrente pode atingir 5-7× a corrente de plena carga, com risco de queima se prolongada.
• A velocidade diminui ligeiramente à medida que a carga aumenta devido ao escorregamento.
• A corrente aumenta proporcionalmente com a carga para manter o torque.
• Os motores padrão operam com escorregamento de 2 a 5% para eficiência ideal.
• Motores de alto deslizamento trocam eficiência por maior torque de partida.
• Os VFDs otimizam a relação velocidade-corrente ajustando a tensão e a frequência.
Entendendo isso velocidade-corrente dinâmica ajuda em seleção de motor, solução de problemas e operação eficiente, especialmente em aplicações de carga variável.
