Desenvolvimento de um equipamento didático para aplicação de cargas em motores elétricos

Resumo

O estudo de motores elétricos em laboratório é fundamental para relacionar os conceitos abordados na formação técnica com as condições encontradas em aplicações reais. Entretanto, esses equipamentos são frequentemente analisados em funcionamento sem carga, o que limita a observação das variações de grandezas elétricas e mecânicas em diferentes condições de operação. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma bancada didática destinada à aplicação controlada de carga mecânica em motores elétricos, ampliando as possibilidades de realização de atividades práticas e ensaios laboratoriais no Curso Técnico em Eletromecânica do Instituto Federal de Santa Catarina, Câmpus São Miguel do Oeste. O desenvolvimento iniciou-se com levantamento bibliográfico sobre motores de indução, comportamento sob carga, sistemas de transmissão de potência, métodos de frenagem e grandezas relevantes para a análise de desempenho. A partir desses estudos, foi definida uma solução baseada em um sistema de frenagem mecânica associado a um redutor de velocidade e a um conjunto de transmissão que possibilita a utilização de diferentes motores na mesma bancada. A proposta contempla motores monofásicos e trifásicos intercambiáveis, possibilitando a comparação de diferentes condições de operação e acionamento. O equipamento foi concebido com estrutura móvel e multifuncional e prevê a incorporação de instrumentos para monitoramento das grandezas elétricas de interesse. Como resultados parciais, destacam-se a definição do princípio de funcionamento do sistema, a construção da estrutura metálica da bancada e a fabricação, por processos de usinagem, de componentes mecânicos específicos, incluindo eixos e elementos de acoplamento necessários ao sistema de transmissão e frenagem. O projeto encontra-se na etapa de integração dos componentes mecânicos e de desenvolvimento dos sistemas de acionamento e medição. Após sua conclusão, pretende-se utilizar a bancada para avaliar a influência da carga sobre variáveis elétricas e mecânicas do motor, como corrente elétrica, velocidade, fator de potência e eficiência. No motor trifásico, também serão estudadas diferentes estratégias de partida e controle de velocidade. Espera-se disponibilizar uma bancada didática versátil para ensaios de motores elétricos, contribuindo para a integração de conhecimentos de máquinas elétricas, acionamentos e sistemas mecânicos. Dessa forma, busca-se aproximar as atividades laboratoriais das situações encontradas na prática profissional.