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Eletrônica de Potência: Acionamentos Industriais

A eletrônica de potência é a área do conhecimento que controla e condiciona a energia elétrica por meio do controle dos equipamentos elétricos, viabilizando diversas soluções para a automação dos processos produtivos industriais.

O motor elétrico tem como objetivo transformar a energia elétrica em mecânica (giro do seu eixo).

aplicações da eletronica de potencia na industria

Características como custo reduzido, simplicidade de construção, facilidade de transporte, limpeza, alto rendimento e fácil adaptação às cargas dos mais diversos tipos, fazem com que o motor elétrico seja o mais utilizado dentre todos os tipos de motores existentes.

Há um grande número de tipos de motores, mas podemos classificá-los em dois grandes grupos: corrente contínua e corrente alternada.

Os motores de corrente contínua (CC) são motores de custo elevado, requerem alimentação especial, que pode ser uma fonte de corrente contínua ou utilização de dispositivos capazes de converter a corrente alternada em corrente contínua (retificadores a tiristores). Necessitam de um programa constante de manutenção por causa do “faiscamento” (comutação) de suas escovas.

Como vantagens desse motor, podemos citar: alto torque em relação às pequenas dimensões do motor, controle de grande flexibilidade e precisão, devido à elevada gama de valores de ajuste de velocidade.

O uso desse tipo de motor é restrito a casos especiais em que tais exigências compensam o elevado custo da instalação.

Devido ao baixo custo dos motores de corrente alternada e o desenvolvimento da eletrônica industrial, que tornou possível o controle em corrente alternada, hoje, os motores CC são considerados obsoletos, e destinados a aplicações muito específicas. Assim, os motores CA são os mais utilizados em aplicações industriais.

O motor CA tem uma série de vantagens sobre o motor CC:

  • Baixa manutenção.
  • Ausência de escovas comutadoras.
  • Ausência de faiscamento.
  • Baixo ruído elétrico.
  • Custo inferior.
  • Velocidade de rotação superior.
  • Grande disponibilidade de fornecedores de motores CA em relação ao motor CC, o que facilita a sua aquisição.
  • Não necessitam de circuitos especiais para alimentação, uma vez que a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada.

 

Dentre os motores de corrente alternada, destacam-se os motores síncronos e os motores assíncronos.

O motor síncrono funciona com velocidade fixa. Geralmente, este tipo de motor é utilizado em sistemas de grandes potências ou quando a aplicação exige velocidade constante. Para sistemas de baixa potência, este tipo de motor não é muito utilizado, pois apresenta alto custo em tamanhos menores.

Entretanto, os motores síncronos, como trabalham com fatores de potência reguláveis, podem ajudar a reduzir os custos de energia elétrica e melhorar o rendimento do sistema de energia, corrigindo o fator de potência na rede elétrica onde estão instalados.

O motor assíncrono, também chamado de motor de indução, é utilizado na grande maioria das máquinas e equipamentos encontrados na prática. É, sem dúvida, o mais utilizado devido à sua simplicidade, robustez e baixo custo.

Sua velocidade sofre ligeiras variações em função da variação da carga mecânica aplicada ao eixo. No entanto, o desenvolvimento dos inversores de frequência, facilitou o controle de velocidade e torque desses motores.

Dentre os motores de indução, daremos ênfase aos motores de indução trifásicos (MIT).

Existem os motores de indução monofásicos que são utilizados para cargas que necessitam de motores de pequena potência, como por exemplo, ventiladores, geladeiras, furadeiras de bancada, etc.

Motores trifásicos são motores próprios para serem ligados aos sistemas elétricos de três fases e são os motores de emprego mais amplo na indústria. Oferecem melhores condições de operação do que os motores monofásicos porque não necessitam de auxílio na partida, dão rendimento mais elevado e são encontrados em potências maiores.

Partida direta de motores elétricos trifásicos de indução

Partida direta é o método de acionamento de motores de corrente alternada, no qual o motor é conectado diretamente a rede elétrica. Ou seja, ela se dá quando aplicamos a tensão nominal sobre os enrolamentos do estator do motor, de maneira direta.

Há inúmeras desvantagens com relação a outros métodos de partida, como por exemplo, um transiente de corrente e torque durante a partida.

A corrente variando de 4 a 12 vezes a nominal obriga o projetista do sistema elétrico a superdimensionar o sistema de alimentação, os disjuntores e os fusíveis.

Dependendo dos valores de pico de corrente, a tensão do sistema pode sofrer quedas. O transiente de torque faz com que os componentes mecânicos associados ao eixo do motor sofram desgaste prematuro.

A situação piora à medida que a potência elétrica do motor aumenta.

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