Para gerar ar comprimido, um motor elétrico do compressor de ar usa energia para produzir energia. O tipo mais comum é um motor de indução de gaiola de esquilo trifásico, usado em todos os tipos de indústrias. É silencioso e confiável, e é, portanto, parte da maioria dos sistemas, incluindo compressores.
Um motor elétrico do compressor de ar é composto por duas peças principais, o estator estacionário e o rotor rotativo. O estator, ligado à rede elétrica trifásica, produz um campo magnético rotativo. A energia torna-se convertida em movimento, ou seja, energia mecânica com o rotor.
A corrente nos enrolamentos do estator cria um campo de força magnética rotativa, o que induz correntes no rotor. Isso resulta em um campo magnético lá também. A interação entre os campos magnéticos do estator e do rotor cria um binário de viragem, fazendo com que o veio do rotor rode.
Se o eixo do motor de indução girar na mesma velocidade que o campo magnético, a corrente induzida no rotor seria zero. No entanto, devido a várias perdas, por exemplo, nos rolamentos, isso é impossível. Portanto, a velocidade está sempre aproximadamente 1-5% abaixo da velocidade síncrona do campo magnético (chamada "de deslizamento"). (Os motores de ímã permanente não produzem nenhum deslizamento.)
Conversão de energia de um motor não ocorre sem perdas. Essas perdas são o resultado, entre outras coisas, de perdas resistivas, perdas de ventilação, perdas de magnetização e perdas por fricção.
O material de isolamento nos enrolamentos do motor é dividido em classes de isolamento de acordo com as normas da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) 60085. Uma letra correspondente à temperatura, que é o limite superior para a área de aplicação de isolamento, designa cada classe. Se o limite superior exceder 10 ºC durante um período de tempo, a vida útil do isolamento torna-se cortada em quase metade.
Classe de isolamento |
B |
S |
A |
Temperatura máx. rolamento ºC |
130 |
155 |
180 |
Temperatura ambiente (°C) |
40 |
40 |
40 |
Aumento da temperatura em ºC |
80 |
105 |
125 |
Margem térmica de ºC |
10 |
10 |
15 |
As classes de proteção, de acordo com IEC 60034-5, especificam como o motor é protegido contra contato e água. Estes são indicados com as letras IP e dois dígitos. O primeiro dígito indica a proteção contra o contato e a penetração por um objeto sólido. O segundo dígito indica a proteção contra a água. Veja abaixo o que cada classe representa.
IP 23: (2) proteção contra objetos superiores a 12 mm. (3) proteção contra pulverizações diretas de água até 60 graus a partir da vertical.
IP 54: (5) proteção contra poeira. (4) proteção contra a água pulverizada de todas as direções.
IP 55: (5) proteção contra poeira. (5) proteção contra jatos de água de baixa pressão de todas as direções.
Os métodos de arrefecimento de acordo com a norma IEC 60034-6 especificam os métodos de arrefecimento para o motor. Isto é designado com as letras IC seguido por uma série de dígitos que representam o tipo de arrefecimento (arrefecimento não ventilado, auto-ventilado, forçado) e o modo de funcionamento de arrefecimento (arrefecimento interno, arrefecimento de superfície, arrefecimento de circuito fechado, arrefecimento de líquido, etc.).
O método de instalação, representado pelas letras IM e quatro dígitos, indica como o motor é instalado de acordo com a norma IEC 60034-7. Abaixo estão dois exemplos sobre o que isso significa.
IM 1001: Dois rolamentos, um eixo com uma extremidade livre do moente e um corpo do estator com pés.
IM 3001: Dois rolamentos, um eixo com uma extremidade livre do moente, um corpo do estator sem pés, e uma flange grande com furos de fixação simples.
Um motor elétrico trifásico pode ser ligado de duas formas: Estrela (Y) ou delta (Δ). As fases de enrolamento num motor trifásico estão marcadas com U, V e W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Padrões nos Estados Unidos fazem referência a T1, T2, T3, T4, T5, T6. Com a conexão em estrela (Y), as "extremidades" das fases dos enrolamentos do motor se unem, formando um ponto zero. Visualmente, parece uma estrela (Y).
Uma tensão de fase (tensão de fase: Tensão principal/√3; por exemplo, 400V√690/ 3) se encontra ao longo dos enrolamentos. O IH atual em direção ao ponto zero torna-se uma corrente de fase e, consequentemente, uma corrente de fase fluirá se for IH através dos enrolamentos. Com a conexão delta (Δ), o início e as extremidades se unem entre as diferentes fases, que então formam um delta (Δ). Como resultado, existe uma tensão principal nos enrolamentos.
A corrente IH no motor é a corrente principal. Isto é dividido entre os enrolamentos para dar uma corrente de fase, IH/√3 O mesmo motor pode ser ligado como uma ligação em estrela de 690 V ou uma ligação delta de 400 V. Em ambos os casos, a tensão entre os enrolamentos é de 400 V.
Uma ligação em estrela de 690 V tem uma corrente mais baixa para o motor do que uma ligação delta de 400 V. A relação entre os níveis atuais é de √3. Com isso, a placa do motor pode indicar 690/400 V (como exemplo). A ligação em estrela destina-se à tensão mais elevada. Como está implícito, a conexão delta é para o mais baixo. A corrente, também indicada na placa, mostra o valor mais baixo para o motor ligado em estrela e o mais elevado para o motor ligado em delta.
O binário de rotação de um motor elétrico é uma expressão da capacidade de rotação do rotor. Cada motor tem um binário máximo. Uma carga acima deste binário significa que o motor não tem a capacidade de rodar. Com uma carga normal, o motor funciona significativamente abaixo do seu binário máximo; no entanto, a sequência de arranque irá envolver uma carga extra. As caraterísticas do motor são normalmente apresentadas numa curva de binário.
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