1. Modelos de máquinas trifásicas

Os motores trifásicos são divididos em duas categorias: a dos síncronos e a dos assíncronos. Neste estudo, veremos apenas os motores assíncronos, pois eles são os mais utilizados como atuadores, devido à sua robustez, além de serem empregados em ambientes hostis, empoeirados, navais e até mesmo explosivos. Assim, os motores trifásicos assíncronos são produzidos com dois tipos de rotores: o rotor bobinado e o rotor curto-circuitado gaiola de esquilo.

O termo “assíncrono” é utilizado em razão de a velocidade de rotação do rotor não ser igual à velocidade de rotação do campo girante criado pelo estator, isto é, o movimento do rotor não é síncrono com o movimento do campo girante do estator. Por outro lado, o termo “indução” refere-se à utilização do movimento de rotação do rotor como o resultado do aparecimento de forças eletromotriz “fem” induzidas no rotor.

O modelo com rotor bobinado é pouco empregado em virtude de sua manutenção ser mais frequente. Já o rotor do tipo gaiola é muito utilizado devido à sua robustez, simplicidade na manutenção e baixo custo. Na Figura 01 podemos ver a divisão dos motores trifásicos de acordo com as suas formas.

1.1 Motor com rotor bobinado

Embora seu custo seja mais elevado do que o motor de gaiola, a aplicação de motores de anéis, ou com o rotor bobinado, é necessária para partidas pesadas (elevada inércia), para o acionamento de velocidade ajustável ou para os casos em que é preciso limitar a corrente de partida mantendo um alto conjugado de partida.

O motor trifásico com rotor bobinado foi desenhado para atender a uma necessidade de partida suave da indústria. A finalidade do rotor bobinado é permitir que sejam inseridas resistências em série com o enrolamento trifásico do rotor, de modo que a velocidade imprimida seja controlada. Tem-se, portanto, um enrolamento trifásico no estator e um enrolamento com três saídas no rotor.

O contato entre o rotor e o meio externo é feito por escovas conectadas a três anéis fixos no eixo do rotor, aos quais estão ligadas as três terminações do bobinado do rotor, como pode ser visto na Figura 02.

O rotor bobinado possui uma impedância maior do que a impedância do rotor gaiola de esquilo, por constituir-se de enrolamento de fio de cobre. Consequentemente, podemos esperar que ele tenha uma corrente de partida menor para desempenhar o mesmo torque desempenhado em um motor com rotor tipo gaiola. O mais importante é que esse enrolamento, disponível na saída pelos anéis, permite a inserção de resistências em série, possibilitando o aumento da impedância do rotor a valores desejados.

Desse modo, podemos suavizar o controle da velocidade do motor na partida, pois as resistências bloqueiam o aumento da corrente de partida, produzindo um fenômeno que compromete o sistema elétrico, mas que não prejudica de maneira extrema o conjugado do motor. Assim, o motor de rotor bobinado tem uma boa relação torque de partida por corrente de partida, se comparado ao motor com o rotor tipo gaiola.