O documento descreve um motor para uma talha e fornece detalhes sobre: (1) as características de operação da talha; (2) os cálculos iniciais para dimensionar o motor, incluindo potência requerida e rotação da polia; (3) o ciclo de trabalho e cálculo da inércia total.

1. Motores para Talhas

2. 0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50 60
PotênciaSolicitada(cv)
Tempo (ms)
Potência Instantânea (cv)
Potência Média (cv)
Potência Eficaz (cv)
Potência
FecharMandíbulas6s
Levantamento  15 s
AbrirMandíbulas10s
Abaixamento  12 s
Repouso  20 s
2
0
2
1
( )
F F
P
F
T
ef
i i
ef
i
i
v
P p t dt
T
P t
P
t
t
k

3. Motor a ser Escolhido
 Potência Eficaz  64,1 cv
 Motor Comercial  75 cv
 Potência de Pico  120 cv
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50 60 70
PotênciaSolicitada(cv)
Tempo (ms)
Potência Instantânea (cv)
Potência Média (cv)
Potência Eficaz (cv)

4. Exemplo 1
 Um motor para
acionamento de uma
eclusa em uma barragem...
 Motor Comercial  175 cv
 360 cv durante
levantamento???
 quedas de tensão durante o
levantamento???
 Se o motor fosse freado???
Operação
Duração
(s)
Potência
(cv)
Levantamento 35 360
Espera (motor funcionando) 90 0
Abaixamento 30 290
Repouso (motor desligado) 300 0
2 2
360 35 290 30
166,4cv
300
35 30 90
3
efP

5. Motor Comercial 200 cv
nom nom
nom nom
kW
200cv 736
cv
147.200kW
C n
C n
× = ×
× =
min 2,1 805 1.690 N mC = × = × levantamento
360 736
1.421 N m
2
1.780
60
C
×
= = ×
×
×
O conjugado mínimo
do motor não pode
ser, em nenhum
momento menor que
1,3 vezes o conjugado
resistente.

6. Motor Comercial 200 cv
0,45 2.012 2.012 1.421 390 N mACC

7. Potência Disponível sem afetar a
Integridade do Motor
2
3600
3600 2
Potência disponível para acionar a carga
Potência nominal do motor
constante função de:
partida 1
fre
p
pfr ac
n
disp nom
ac
disp
nom
pfr
pfr
I
k n t
I
P P
n t
P
P
k
k
nagem 3
reversão 4
número de paradas, frenagens ou reversões por hora
pfr
pfr
k
k
n

8. Exemplo 2
 Motor P = 50 cv; tac = 0,5 s;
10 partidas/hora; Ip/In = 6,4. Pcarga = 45 cv; regime
contínuo
 Se no lugar de partir e desernegizar, fossem feitas
reversões
2
3600 1 10 0,5 6,4
48,6cv
3600 2 10 0,5
disp nomP P
2
3600 4 10 0,5 6,4
44,0cv
3600 2 10 0,5
disp nomP P

9. Perdas em Motores Elétricos
S
P
Q Q
útil
Cu Fe Vent.

11. Considerações
 Perdas no Ferro não dependem da carga
 Perdas no Cobre dependem da carga
 Valores típicos para densidades de corrente e
densidade de fluxo
2
2
3 6A mm
1 1,6Wb mB

12. 200 cv, 4 pólos 380/660 V

13. Comportamento Térmico
 Considerar-se-á a máquina um corpo homogêneo
do ponto de vista térmico:
 Q  [Watt]
 B  [Watt / C]
 C  [J / C]
  [ C]
Q dt B dt C d
d
Q B C
dt
max
1
1
B
t
C
t
C
B
Q
t e
B
t e

14. Reanalizando a equação
dis
0
max max dis max
dis max dis
dis
dis
0
dis
S k
Q
Q dt S k m c d
Q B Q S k
S k dt S k dt m c d
Q dt B dt C d d S k
d dt
Q B
d d
C
C
dt
C m c
B k
dt t
S
d


00
max
max max
dis
0
max00
max
max
max max 0
max
max
ln
ln ln ln
1
o
t t
o
t
t t
o
m c
d
m cdt
S k
dt d t
t
e e Normalmente zero

15. 0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
/max
t /
Resfriamento sem carga
Resfriamento desligado
Aquecimento
Temperatura Máxima
Constante de Tempo
0,63
0,95
 30 min ~ 2 h

16. Regime Intermitente
Tempo
Temperatura
N R
n R
N R
m
N R
N R
t t
t t

17. Potência, Aquecimento e
Refrigeração dos MITs
Métodos de Frenagem Elétrica

18. Efeito Térmico
Partida/Frenagens/Reversões [1]
AC M R
M R
d
C C C J
dt
J
dt d
C C
Sendo A2 o calor desenvolvido no rotor
2
1
2 2
1 1
2
1 2
1
2
2 2
2
0; 12
2
0
2
2
2
como
1
1
1
2
s N
R
t
s
M Ro
s
s s
s s
RM Rs s
s
s s
s
C s
s
J
A s p dt s C d
C C
d ds
J
A s C ds J s ds
CC C
C
A J s ds
A
A J

19. Efeito Térmico
Partida/Frenagens/Reversões [2]
 Partida
 Frenagem
 Reversão
2
2
3
2
sA J
2
2 2 sA J
2
2
1
2
sA J

20. Contra-corrente
 Alto torque de frenagem
 Relés de baixa velocidade (deslig. contra-corrente)
 Tem efeito térmico de 3 partidas
 Sensores térmicos
 Número admissível de frenagens em 1 hora
2 4 6 8 10
50 350 160 110 80 65
60 420 190 130 95 80
Número de PólosFreqüência
(Hz)
k fren
2
2 2
1800 1
2
sol
nom
fren
p sol
fren
nom nom
P
P
N
I P
t
I P
2
0,45
c
fren m c
m
fren
par máx
n
k J J
n
t
C C
solicitada

21. Corrente contínua
Ecc
Ecc
 Normalmente aplicado em motores
de anéis onde as resistências
externas dissipam as perdas
oriundas da frenagem
 Aquece menos que contracorrente

22. Exemplo de dimensionamento de
motores para regimes intermitentes

23. Exemplo Talha
 Dimensionar um motor que aciona uma talha com as
características:
 Alimentação: 220V, 60Hz, partida direta.
 Ambiente: 40 C, 1000m, norma
 Construção: horizontal, ambos os sentidos de
rotação, isolamento B

24. Exemplo Talha [cont.]
 Rend. 0,9600
 Classe de Oper.
1Cm (120 ciclos/h
– 20% de ED)
MOTOR REDUTOR
400 kgf
0,8 m/s
R = 0,041
0,22 m
Jr = 0,01191 kgm2
Jac = 0,00200 kgm2
acopamento
Jp = 0,03 kgm2
DE TEMPO LIMITADO
ED% Manobras/h Período de Operação (min)
1 Dm 15 90 7,5
1 Cm 20 120 7,5
1 Bm 25 150 15
1 Am 30 180 15
2 m 40 240 30
3 m 50 300 30
4 m 60 360 60
5 m 60 360 > 60
CLASSE
REGIME
INTERMITENTE PERIÓDICO

25. Exemplo Talha, cálculos iniciais
400 9,81 0,8
3,27kW
0,96
P
0,8
1,16rps
0,22
28,3rps1,16
4 pólos
1698rpm0,041
cn
n
Potência Solicitada
3,7kW/5cv, IVpólos
Rotação da Polia

26. Exemplo Talha, ciclo de trabalho
tF tR
T
Tempo
Altura
tF tR
2
%
2
3600
30s
120
0,2 15 3 s
2 15 s ED20%
15 3 12 s
F F
F R F R
F
F R F R
R
t t
ED
t t t t
T
t
T t t t t
t

27. Exemplo Talha, inércia
2 2
2
2 2 6 2
0,8
400 4,82kg m
2 2 1,16
4,82 0,04 7.712 10 kg m
c
c
cRe c
v
J m
n
J J R
 Carga:
 Polia:
 Total:
2 2 6 2
0,03 0,04 48 10 kg mpRe pJ J R
carga polia acoplamentorotor
6 6 6 6
3 2
7.712 10 48 10 11.190 10 2.000 10
21,67 10 kg m
tRe
tRe
J
J
   

28. Exemplo Talha, motor
 3,7 kW, IV pólos
2
15A 3,0 1710rpm 28,5rps
0,01191kg m 8,0 3,0
2,0kgf m 19,62N m
p
n n
n
p m
m
n n
n
C
I rpm
C
I C
J
I C
C classe B

29. Exemplo Talha, motor
0,45 19,62 3,0 3,0 52,97N mmC

no eixo do motor
na carga
3
3,27 10
449,8N m 449,8 0,04 18,0 N m
2 1,16
P
C
c cRmC C

3
21,670 10
2 28,5 0,11s
52,97 18,0
at

30. Exemplo Talha, motor
Tempo
Corrente
Ip
IN
0,11 s
2,89 12 s
15 s
 
 
2
2 2
2
8,0 0,11 1 2,89
3 12 / 3
1,41
a F
Ra F
t t
eq
n
tt t
eq
n
I
I
I
I
 Se 1,00 (Ieq / In)² 1,25  Utilizar motor classe F
 Se 1,25 (Ieq / In)² 1,56  Utilizar motor classe H
2
eq classe
n n
I t
I t

31. Regimes de Serviço

32. Regime Contínuo – Regime-tipo S1
N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
max = temperatura máxima atingida (equilíbrio térmico)

33. Regime de tempo limitado – Regime-tipo S2
N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
max = temperatura máxima atingida

34. Regime intermitente periódico – Regime S3
N = tempo mínimo de funcionamento à carga constante
R = período de repouso
max = temperatura máxima atingida
Fator de duração do ciclo
N
N R
=
+

35. Regime intermitente periódico com partida –
Regime-tipo S4
D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
R = período de repouso
max = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do ciclo
D N
D N R
+
=
+ +

36. Regime intermitente periódico com frenagem
elétrica – Regime-tipo S5
D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
F = período de frenagem elétrica
R = período de repouso
qmax = temperatura máxima atingida durante o
ciclo
Fator de duração do ciclo
D N F
D N F R
+ +
=
+ + +

37. Reg. de func. contínuo periódico com
carga intermitente – Regime-tipo S6
N = período de funcionamento à carga constante
V = período de funcionamento em vazio
max = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do ciclo
N
N V
=
+

38. Reg. de func. cont. periódico com frenagem
elétrica – Regime-tipo S7
D = período de partida
N = período de funcionamento à carga constante
F = período de frenagem
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo
Fator de duração do ciclo 1=

39. R. de func. cont. per. com mudanças
corresp. de carga e de velocidade – S8
1
1 1 2 2 3
1 2
1 1 2 2 3
2 3
1 1 2 2 3
Fatores de duração do ciclo
D N
D N F N F N
F N
D N F N F N
F N
D N F N F N
ìï +ïïï + + + + +ïïïï +ï= í
ï + + + + +ïïï +ïïïï + + + + +ïî
F1 e F2 = períodos de frenagem elétrica
D = período de partida
N1, N2, N3 = períodos de funcionamento a carga constante
qmax = temperatura máxima atingida durante o ciclo

40. Reg. com var. não periódicas de carga e de
vel. – Regime-tipo S9

41. Reg. com cargas
constantes distintas
– Regime-tipo S10

42. Considerações, Regime de Serviço
 Grande número de ciclos de curta duração
 motores de ventilação independente
 motores com convecção natural
 Frenagens/Reversões  fadiga dos elementos de
fixação do ventilador ao eixo

43. Conhecimento para Enquadramento do
Regime Tipo (NBR7094)
 S2  tempos de funcionamento com carga
constante 10, 30, 60 ou 90 min.
 S3 a S6  fator de duração do ciclo
 S7  cada uma das velocidades que compõe o
ciclo, as correspondentes velocidades nominais e
tempos de duração
 S4, S5, S7, S8  poder ser necessário:
 número de partidas por hora
 número e formas de frenagens por hora
 inércia a ser acionada
 fator de duração do ciclo, recomendados são:
15%, 25%, 40% e 60%.; o tempo mais usual é o de
10min