As diferentes perdas no estator de um motor de indução trifásico são as perdas no cobre do estator e as perdas no ferro do estator. As perdas no ferro do estator consistem em perdas por correntes parasitas e perdas por histerese.
No rotor as perdas são perdas de ferro e perdas de cobre. As outras perdas no lado do rotor são perdas por atrito em rolamentos e anéis coletores, etc., bem como perdas por resistência do ar.
As perdas de ferro do estator dependem de dois fatores: densidade de fluxo e frequência de alimentação. As perdas de ferro do rotor dependem da frequência da corrente do rotor. A frequência da corrente do rotor depende do escorregamento ou velocidade do rotor (f'=sf). As perdas de ferro do rotor são insignificantes porque a frequência da corrente do rotor é muito pequena.
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Estrutura de um motor de indução trifásico
Níveis de potência e diversas perdas em um motor de indução:
Diagrama de fluxo de potência de um motor de indução:
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A perda de cobre do rotor é determinada usando a fórmula 3I.22R2.
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A perda de cobre no estator é calculada usando a fórmula 3I.21R1
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A entrada para o motor sob carga é √3VMEUM cosΦ Watt.
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Características do torque de deslizamento de um motor de indução
Desempenho do rotor do motor de indução trifásico:
Em um motor de indução, o enrolamento do estator é alimentado com eletricidade. A energia para o circuito do rotor é transferida inteiramente por indução. A potência disponível no eixo do rotor é energia mecânica.
Durante a conversão de energia, certas perdas ocorrem em diferentes estágios. A potência do rotor de um motor de indução é dada como segue:
Potência do estator = potência do estator – perdas do estator
Saída do estator = entrada do rotor
Potência do rotor = potência do rotor – perdas de cobre do rotor
Potência do rotor = energia mecânica
Energia mecânica —-> torque bruto TG
Torque bruto TG = (Torque útil ou torque do eixo TSh) + (perdas de enrolamento e fricção no motor)
Potência do rotor = 2πNRTG
Onde NR = velocidade real do motor em rpm
TG = torque bruto em NM
Deste TG = potência do rotor em Watt / 2πNR ——–> 1
No caso ideal, não há perdas de cobre no circuito do rotor.
Saída do rotor = entrada do rotor
Nestas condições o motor deverá funcionar em velocidade síncrona.
Então o torque,
TG = entrada do rotor / 2πNS ——–> 2
Com equações 1 e 2
Potência do rotor = 2πNRTG ——–> 3
Entrada do rotor 2πNSTG ——–> 4
Mas no caso real
(Entrada do rotor – saída do rotor) = perdas de cobre do rotor.
usando equações 3 e 4
(2πNSTG –2πNRTG) = perdas de cobre do rotor.
Estas são perdas de cobre do rotor = TG. 2π(NS -NR) ——–> 5
Com equações 4 e 5
Perdas de cobre do rotor/entrada do rotor = TG2π(NS-NR) / 2πNRSTG
= (NS-NR) /NS
= Deslizamento S ——–> 6
Isso resulta em uma perda de cobre no rotor da Equação 6
entrada do rotor sx ——–> 7
Mas potência bruta do rotor = potência do rotor – perdas de cobre do rotor
Com equação 7
Potência bruta do rotor = (potência de entrada do rotor – s) x potência de entrada do rotor
= (1-s) entrada do rotor
Ou
Potência bruta do rotor/potência do rotor = (1-s) ——–> 8
Com s, (NS -NR) /NS
Potência bruta do rotor/potência do rotor = {1- (NS -NR) /NS}
= (NS-NS+NR) /NS
=NR/NS
Aquilo é,
Potência bruta do rotor/Potência do rotor = Velocidade real do motor/Velocidade síncrona
Portanto, isso pode ser expresso como
Eficiência do rotor = NR/NS
Usando a expressão (6 e 8) dá (6+8)
Perdas de cobre do rotor/entrada bruta do rotor = s/(1-s)
Eficiência de um motor de indução
O motor de indução recebe energia da rede elétrica através dos enrolamentos do estator. A potência de entrada é a energia elétrica. A energia do enrolamento do estator é transferida para o rotor através do entreferro usando o princípio de indução. A potência de saída é potência mecânica. A potência mecânica é adquirida no eixo do motor para realizar trabalho mecânico.
Durante esta transferência de energia, ocorrem algumas perdas, como perda de cobre no enrolamento do estator, perda de cobre no enrolamento do rotor, perda de núcleo no enrolamento do estator, perda por atrito e perda de vento.
A eficiência é então determinada conhecendo a potência de entrada e a potência de saída.
A eficiência de uma máquina é a relação entre a potência de saída e a potência de entrada. A eficiência de um motor de indução é dada por
Eficiência η = potência de saída / potência de entrada
= potência de saída / (potência de saída + perdas)
