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Se a placa de identificação de um motor indicar 400 V, 415 V, 460 V ou 690 V, é um motor de baixa tensão. A conclusão vem primeiro: para quase todos os acionamentos industriais abaixo de aproximadamente 1 MW, a baixa tensão é a escolha certa, porque toda a cadeia ao seu redor, desde contatores e cabos até soft starters e rolamentos sobressalentes, é padrão, barata e está disponível em qualquer lugar. A parte difícil não é a faixa de tensão. É acertar a contagem de postes, o gabinete, o isolamento e a classe de eficiência para o trabalho real.
Baixa tensão, geralmente abreviada para LT, descreve a banda que a IEC 60038 classifica como baixa tensão: até 1.000 V CA entre fases. Acima disso, os motores passam a ser de média ou alta tensão, e a arquitetura elétrica muda completamente, com quadros de distribuição de MT, terminações de cabos de MT e uma partida ou inversor classificado para 3,3 kV, 6,6 kV, 10 kV ou 11 kV. Baixa tensão é o termo corrente no Reino Unido, na Índia, no Médio Oriente e em grande parte da Ásia; baixa tensão é o texto equivalente na documentação IEC e norte-americana.
Quase todos os motores industriais de baixa tensão são máquinas assíncronas trifásicas (indução) entre cerca de 0,06 kW e 1.000 kW, com 690 V como limite prático para um projeto padrão. Existem motores monofásicos de baixa tensão em 230 V, mas raramente fazem sentido acima de 2,2 kW porque a corrente de partida e o tamanho da carcaça aumentam rapidamente.
| Faixa de tensão | Tensões típicas do motor | Faixa de potência típica | Equipamento inicial |
|---|---|---|---|
| Baixa tensão (LV) | 230, 400, 415, 460, 480, 525, 690V | 0,06 a 1.000 kW | DOL, estrela-triângulo, soft starter, LV VFD |
| Média tensão (MT) | 3,3, 6,6, 10, 11 kV | 200 kW a 20 MW | Partida suave MV ou VFD MV |
| Alta tensão | Acima de 33 kV | Não usado para motores padrão | Não aplicável |
A vantagem comercial da banda de baixa tensão é a padronização. Contatores, relés de sobrecarga, prensa-cabos, caixas de terminais e rolamentos são itens prontos para uso com prazos de entrega curtos, e um motor de substituição geralmente pode ser adquirido em dias, em vez de meses.
Um motor padrão de baixa tensão é uma máquina totalmente fechada e resfriada por ventilador (TEFC). O estator carrega um enrolamento trifásico em um núcleo de aço laminado, o rotor é uma gaiola de esquilo, o eixo funciona em dois rolamentos e um ventilador montado no eixo sob uma carenagem empurra o ar através das aletas da estrutura. A caixa de terminais, a placa de identificação, os pontos de elevação e os pés de montagem são fundidos ou usinados na mesma estrutura, e é por isso que um motor de 4 pólos de um fornecedor geralmente pode ocupar o espaço de outro fornecedor.
Duas classificações de identificação merecem atenção durante a aquisição. O isolamento Classe F com aumento de temperatura Classe B é a especificação industrial normal: o sistema de enrolamento é classificado para 155 °C, mas o projeto mantém o aumento real dentro dos limites da Classe B com carga nominal, o que prolonga consideravelmente a vida útil do isolamento. IP55 é o invólucro usual, protegido contra poeira e resistente a jatos de água de qualquer direção, adequado para salas de bombas, oficinas e instalações externas protegidas.
A contagem de pólos define a velocidade e a velocidade define o torque. Em uma fonte de 50 Hz, as velocidades síncronas são 3.000, 1.500, 1.000 e 750 rpm para 2, 4, 6 e 8 pólos, e a velocidade em plena carga fica alguns por cento mais baixa devido ao escorregamento. A relação é simples: o binário em Nm é igual a 9.550 multiplicado pela potência em kW, dividido pela velocidade em rpm. Um motor de 4 pólos de 15 kW produz, portanto, cerca de 99 Nm em plena carga, enquanto os mesmos 15 kW enrolados para 8 pólos produzem cerca de 199 Nm.
| Poloneses | Velocidade a 50 Hz | Velocidade a 60 Hz | Torque a 15 kW | Dever típico |
|---|---|---|---|---|
| 2 | Cerca de 2.900 rpm | Cerca de 3.500 rpm | Cerca de 49 Nm | Bombas, ventiladores, máquinas de alta velocidade |
| 4 | Cerca de 1.450 rpm | Cerca de 1.750 rpm | Cerca de 99 Nm | Uso geral, bombas, transportadores |
| 6 | Cerca de 960 rpm | Cerca de 1.160 rpm | Cerca de 149 Nm | Misturadores, trituradores, partida pesada |
| 8 | Cerca de 720 rpm | Cerca de 870rpm | Cerca de 199 Nm | Transportadores lentos, moinhos, acionamento direto |
Escolha a contagem de pólos com base no torque e na velocidade que a máquina acionada precisa, não por hábito. Um motor de 2 pólos é compacto e barato, mas oferece uma faixa estreita de torque útil, enquanto um motor de acionamento direto de 8 pólos remove uma caixa de engrenagens ao custo de peso e preço. Para serviços gerais de bomba, ventilador e transportador, uma máquina IE3 de 4 pólos, como o motor de indução de alta eficiência de uso geral YE3/IE3 de 4 pólos, é o padrão sensato.
Motor de indução de alta eficiência para uso geral YE3/IE3 (4 pólos) O motor de indução de alta eficiência de uso geral YE3/IE3 (4 pólos) faz parte da série YE3(IE3) de alta eficiência, com velocidade síncrona de 1500 RPM e saída de energia... Ver Produto → A IEC 60034-30-1 define as classes de eficiência internacionais IE1 a IE4. Na UE, o Regulamento 2019/1781 exige IE3 como mínimo para a maioria dos motores trifásicos de 0,75 kW a 1.000 kW desde julho de 2021, com IE4 exigido para determinadas classificações a partir de julho de 2023, e regras de eficiência mínima comparáveis se aplicam em muitos outros mercados. Como referência, um motor IE3 tem perdas aproximadamente 20% menores do que uma máquina IE2 com a mesma potência.
O preço de compra não é o custo de decisão. Estudos de ciclo de vida citados por agências de energia normalmente mostram que a eletricidade representa bem mais de 90% do custo total de um motor ao longo de 10 a 15 anos de funcionamento contínuo, enquanto o motor em si representa apenas uma pequena fração. É por isso que um prêmio do IE4 se paga em meses com uma bomba 24 horas por dia, 7 dias por semana, e pode levar anos com um motor funcionando algumas centenas de horas anualmente. Onde o serviço é contínuo e a carga está quase cheia, uma máquina IE4 como o motor de indução de 4 pólos com economia de energia de uso geral YE4/IE4 é a escolha mais barata durante sua vida útil.
Motor de indução de economia de energia de uso geral YE4 / IE4 (4 pólos) Se o modelo de 2 pólos for construído para velocidade, o motor de indução de economia de energia de uso geral YE4/IE4 de 4 pólos será construído para compatibilidade. Com uma velocidade síncrona de 1500 R... Ver Produto → Quatro condições do local regularmente afastam um projeto do padrão do catálogo:
Onde o controle de velocidade faz parte do processo, uma máquina com classificação VFD, como o motor de frequência variável de uso geral YVF2 de 4 pólos, evita os comprometimentos de resfriamento e isolamento de um motor padrão na alimentação do inversor. Deveres como bomba e serviço HVAC combinam longas horas de funcionamento com torque de partida modesto, que é exatamente onde a classe de eficiência tem maior efeito no custo operacional.
Motor de frequência variável de uso geral YVF2 (4 pólos) O motor de frequência variável de uso geral YVF2 (4 pólos) oferece regulação de velocidade suave e forte versatilidade, adequado para uma ampla gama de aplicações industriais de uso geral. Ver Produto → Como os motores de baixa tensão são amplamente utilizados, seu padrão de falha está bem documentado. Estudos de confiabilidade de motores publicados pelo IEEE e EPRI encontraram consistentemente a mesma distribuição em motores de indução trifásicos: os rolamentos são responsáveis pela maior parte das falhas, seguidos pelo isolamento do enrolamento do estator, com os problemas do rotor e do eixo bem atrás.
Para o planejamento da manutenção, isso significa que o alinhamento, a tensão da correia, os intervalos de lubrificação e a qualidade dos rolamentos são mais importantes do que qualquer atualização elétrica. A operação do inversor pode acelerar os danos aos rolamentos através das correntes do eixo, e é por isso que motores maiores para operação com inversor são frequentemente especificados com rolamentos isolados ou um anel de aterramento do eixo.
A baixa tensão deixa de ser econômica em três situações: potência acima de aproximadamente 1 MW, cabos longos o suficiente para que a queda de tensão e o tamanho do condutor se tornem impraticáveis, e instalações onde o nível de curto-circuito no barramento de baixa tensão torna o equipamento de manobra caro. Um motor de 500 kW com alimentação de 400 V consome cerca de 870 A, o que já exige vários cabos paralelos e um disjuntor muito grande; a 6,6 kV, o mesmo motor consome cerca de 53 A. O cruzamento entre baixa tensão e média tensão normalmente fica entre 500 kW e 1.500 kW e aumenta à medida que a distância entre a partida e o motor aumenta.
Uma pequena lista de verificação evita a maioria dos erros de pedido:
Um motor de baixa tensão é projetado para funcionar com fontes de baixa tensão de até 1.000 V CA. Na prática, quase todos são motores de indução trifásicos classificados entre 230 V e 690 V.
Os motores padrão de baixa tensão são construídos para 230 V, 400 V, 415 V, 460 V, 480 V ou 690 V a 50 Hz ou 60 Hz. 690 V é o limite superior usual.
Os motores de baixa tensão funcionam com fontes de até 1.000 V com quadro e cabo de baixa tensão padrão. Os motores de alta tensão funcionam a 3,3 kV e acima e normalmente partem acima de 500 kW.
Combine a velocidade e o torque da máquina acionada. Em 50 Hz, o 2 pólos funciona perto de 2.900 rpm, o 4 pólos perto de 1.450 rpm, o 6 pólos perto de 960 rpm e o 8 pólos perto de 720 rpm.
Em serviço contínuo, sim. A eletricidade geralmente representa mais de 90% do custo vitalício, portanto a eficiência do IE3 ou IE4 compensa a diferença de preço rapidamente. Em serviço intermitente o retorno é mais lento.
Um motor padrão pode funcionar em um VFD dentro dos limites, mas os motores com inversor lidam melhor com harmônicos e resfriamento. Cabos longos e altas frequências de comutação aumentam o risco de enrolamento e rolamento.
IP55 significa que o gabinete é protegido contra poeira e resistente a jatos de água de qualquer direção, o que cobre a maioria das instalações industriais internas e externas protegidas.
Os motores de baixa tensão são o carro-chefe das plantas industriais, e a maioria dos erros de especificação vem do tratamento deles como uma mercadoria a ser encomendada apenas por quilowatts. Tensão, contagem de pólos, classe de eficiência e gabinete têm um efeito mensurável no custo de energia e no tempo de inatividade. Se precisar de ajuda para adequar um motor a uma função específica, enviar os detalhes da carga, fornecer dados e ambiente , e a estrutura, classe de eficiência e opções podem ser confirmadas antes de você confirmar um pedido.
