Em máquinas elétricas, motor elétrico ou atuador elétrico que transforma energia elétrica em mecânica. Sobre os motores elétricos trifásicos de indução tipo gaiola de esquilo, assinale a alternativa correta.

Alternativa B

A questão aborda o comportamento dos motores elétricos trifásicos de indução tipo gaiola de esquilo, focando na relação entre torque (conjugado), velocidade e escorregamento durante a partida e operação.

Para compreender a resposta correta, é necessário analisar os princípios fundamentais de funcionamento desses motores, especificamente a necessidade de escorregamento para gerar torque.

Fundamentos Teóricos

Os motores de indução funcionam baseados no campo magnético girante criado no estator. Para que haja indução de corrente no rotor e, consequentemente, produção de força eletromotriz e torque, deve existir uma diferença de velocidade entre o campo girante e o rotor.

Isso é quantificado pela fórmula do escorregamento (s):

Onde:

• n_s é a velocidade síncrona (campo magnético).
• n_r é a velocidade do rotor.

Se o rotor atingisse a velocidade síncrona (n_r = n_s), o escorregamento seria zero. Sem escorregamento, não há corte de linhas de fluxo magnético, logo, nenhuma tensão é induzida no rotor, resultando em corrente nula e torque nulo. Portanto, um motor de indução nunca opera em velocidade síncrona.

Além disso, o comportamento do torque varia com a velocidade:

1. Na Partida (s=1): O rotor está parado. Existe alta indução de corrente, gerando um torque de partida. Em motores padrão, este torque é geralmente superior ao torque nominal para vencer a inércia.
2. Torque Máximo (Breakdown): Ocorre em uma velocidade intermediária (geralmente entre 10% e 20% de escorregamento), sendo superior ao torque de partida.
3. Regime Nominal: Ocorre próximo à velocidade síncrona, onde o motor entrega sua potência nominal com baixa corrente.

Análise das Alternativas

• Alternativa A: Incorreta. O maior torque (torque de ruptura) não ocorre no início da partida (s=1), mas sim em um ponto intermediário do gráfico de torque x velocidade. No início, o fator de potência é baixo, limitando o torque apesar da alta corrente.
• Alternativa B: Correta. Descreve corretamente que:
• O torque de partida é frequentemente maior que o nominal.
• O torque máximo ocorre posteriormente, não na partida.
• O motor não atinge a velocidade síncrona.
• Se atingisse a velocidade síncrona, o torque e a corrente tenderiam a zero.
• Alternativa C: Incorreta. O torque inicial não é necessariamente menor que o nominal (depende do projeto, mas geralmente é maior). Além disso, a subida não é linear e a corrente máxima ocorre na partida, não no final.
• Alternativa D: Incorreta. Afirma que o motor atinge o torque nominal na velocidade de sincronia. Isso é fisicamente impossível, pois na sincronia o torque é zero.
• Alternativa E: Incorreta. Embora mencione a impossibilidade de atingir a sincronia, afirma que o torque inicial é menor que o nominal, o que não é uma regra geral para motores de indução comuns (que são projetados com torque de partida alto).

Conclusão

A alternativa B é a única que descreve com precisão técnica o funcionamento dos motores de indução, respeitando as leis da indução eletromagnética e as características da curva de torque versus velocidade. Ela destaca corretamente a relação entre a impossibilidade de operar em velocidade síncrona e o comportamento da corrente e do torque.