O que é fator de serviço de motores elétricos?
Você sabe o que é fator de serviço em motores elétricos? Sabe o que acontece em situações de sobrecarga? No artigo de hoje, o Mundo da Elétrica vai te ensinar o que é fator de serviço e como calcular. Então, vamos lá pessoal!
Os motores elétricos têm capacidade de suportar cargas de trabalho superiores à nominal. A percentagem de sobrecarga que um motor elétrico suporta é chamada de fator de serviço (FS).
O fator de serviço é o multiplicador que, aplicado à potência nominal de um motor, indica a carga que pode ser acionada continuamente, sob tensão e frequência nominais e com um determinado limite de elevação de temperatura do enrolamento.
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Note que se trata de uma capacidade de sobrecarga contínua, ou seja, uma reserva de potência que dá ao motor uma capacidade de suportar melhor o funcionamento em condições desfavoráveis.
O fator de serviço é um fator de segurança para o dimensionamento dos motores!
A utilização do fator de serviço implica vida útil inferior àquela do motor com carga nominal e, por isso, não é recomendado projetar o motor para utilização contínua do fator de serviço, uma vez que ele deve ser utilizado em uma eventual e temporária anormalidade tais como sobrecarga, sobretensão, subtensão e excesso de partidas.
O fator de serviço representa uma reserva de potência que o motor possui, e que pode ser usada em regime contínuo e, por isso, não deve ser confundido com a sobrecarga momentânea do motor, a qual vale por curtos períodos.
De acordo com a norma brasileira, motores de aplicações gerais devem suportar sobrecarga de torque de até 60% acima do valor nominal durante 15 segundos.
Motores que possuem um fator de serviço FS = 1,0 não foram projetados para funcionar continuamente acima de sua potência nominal, porém, isso não muda a sua capacidade para sobrecargas momentâneas.
O fator de serviço é expresso por um número maior que um e apresenta, normalmente, os seguintes valores:
- 1,0 = sem percentual para sobrecarga
- 1,1 = 10 % de tolerância para sobrecarga
- 1,15 = 15% de tolerância para sobrecarga
- 1,20 = 20% de tolerância para sobrecarga
Existem motores com fator de serviço de 1 a 1,25, entretanto, valores de FS de 1,25 só são encontrados em motores de pequenas potências.
O valor de fator de serviço é encontrado nas especificações contidas nas placas dos motores elétricos e é indicado pela sigla FS.
A norma internacional IEC 60034-1 e a norma NBR 17094 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) específica os fatores de serviço usuais por potência.
Proteção contra sobrecarga
A sobrecarga ocorre quando o motor é submetido a uma potência superior à sua potência nominal, gerando uma elevação da corrente do motor e, consequentemente, uma elevação da temperatura acima da sua Classe de Isolação (ISOL).
Os motores utilizados em regime contínuo devem ser protegidos contra sobrecarga levando em consideração o fator de serviço, essa proteção pode ser realizada por um dispositivo integrante do motor ou um dispositivo de proteção independente, como um relé térmico.
O relé térmico é um dispositivo usado para proteger os motores de possíveis anomalias, principalmente elevações de temperatura e sobrecarga.
A faixa de corrente de ajuste é uma característica fundamental para o dimensionamento da proteção para a especificação do dispositivo.
A faixa de corrente de ajuste do relé deve abranger a corrente nominal multiplicada pelo fator de serviço!
Em casos nos quais o fator de serviço é equivalente a 1, a faixa de ajuste é correspondente à própria corrente nominal do motor.
As faixas de corrente de ajuste não são normalizadas e podem variar de fabricante para fabricante!
Embora possa parecer vantajoso para o projetista escolher relés com uma ampla faixa de ajuste, é essencial que a faixa de ajuste seja correspondente ao circuito, uma vez que, quando sobredimensionada, a precisão e a repetibilidade do disparo são comprometidas!
Essa situação se torna crítica em motores que possuem potências menores, abaixo de 10CV, que são mais vulneráveis aos danos decorrentes de sobrecarga.
Cálculo da corrente máxima
Para calcular a corrente máxima consumida de um circuito com um motor em situação de sobrecarga contínua, basta multiplicar a corrente nominal pelo fator de serviço, como mostra a imagem abaixo.
Cálculo do fator de serviço.
Aplicação
Considere os dados da placa de identificação de um motor de indução trifásico apresentado na imagem a seguir.
Placa de motores elétricos.
Observe que o motor poderá funcionar em uma tensão elétrica de 220V ou 380V para correntes nominais de 2,89A ou 1,67A, respectivamente. Além disso, é possível notar através da análise da placa que ele possui um fator de serviço (FS) de 1,25.
Isso significa que ele pode funcionar continuamente com uma carga sobressalente de 25% de tolerância em situações de sobrecarga. Caso ele seja alimentado com 220V, a corrente máxima de funcionamento será de 3,61A, como pode ser visto na imagem abaixo.
Cálculo do fator de serviço.
Já ao ser alimentado com 380V, a corrente máxima suportada será de 2,09A, como pode ser observado na imagem abaixo.
Cálculo do fator de serviço.
Para aprender mais sobre o funcionamento de um motor trifásico, recomendamos que você assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica e não se esqueça de deixar um gostei!
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