Construção e análise do desempenho de um motor de indução trifásico com núcleo produzido via metalurgia do pó

Abstract

Este trabalho tem por objetivo o estudo da aplicação de ligas ferromagnéticas obtidas por Metalurgia do Pó em um motor de indução. O núcleo desta máquina, usualmente constituído de chapas laminadas, foi substituído por blocos maciços. No estudo das ligas, empregou-se pó de ferro e ligas deste, obtidas por misturas com diferentes percentuais de fósforo (1, 2 e 3%), silício (1, 3 e 5%) e níquel (50%). Com as formulações pré-estabelecidas efetuou-se as mensurações mássicas, precedendo a mistura. Em seguida, fez-se a compactação de 3 corpos de prova por liga. Estes foram sinterizados em forno com temperaturas controladas. Para caracterizar o material, efetuaram-se ensaios de densidade a verde e sinterizado, traçadas curvas de histerese e magnetização e teste de resistividade. Observou-se que a liga Fe2%P apresentou resultados mais promissores, comparativamente as outras ligas, do ponto de vista para aplicações em máquinas elétricas, onde a indução de saturação ficou em 1,36 T, permeabilidade relativa de 4198 e a coercitividade em 207 A/m. No entanto, em comparação com aço elétrico laminado, a indução de 1,36 T ficou abaixo da média de 1,7 T, apresentada pelo aço elétrico acessita, do grupo Acelor. O fator de interesse são as perdas, uma vez que nas ligas estudadas, a inserção dos elementos de liga citados pode vir a compensar seu formato maciço. Partindo do princípio que a liga Fe2%P apresentou os melhores resultados, seguiu-se para a montagem do motor de indução com esta formulação. A máquina montada foi levada para testes, na empresa Voges Motores, de Caxias do Sul - RS. Os resultados apresentados demonstraram um conjugado abaixo do nominal para máquinas de mesma tipologia, ficando apenas 18% do resultado ideal. O fator de potência ficou acima do motor convencional, no entanto, o escorregamento ficou elevado, principalmente em altas rotações. De acordo com a curva de conjugado apresentada, concluiu-se que o motor apresenta a curva característica “D”, onde o conjugado máximo é alcançado a baixas rotações.

This work aims to study the application of ferromagnetic alloys obtained by Powder Metallurgy in an induction motor. The core of this machine, usually made of rolled sheets, was replaced by massive blocks. In the study of alloys, was used an iron powder and alloys thereof, obtained by mixtures with different percentages of phosphorus (1, 2 and 3%), silicon (1, 3 and 5%) and nickel (50%). With the pre-set formulations, mass measurements were conducted preceding with the mixture. Then 3 specimens per alloy were compacted. These were sintered in a kiln with controlled temperatures. To characterize the material, density tests were performed prior and post sintered curves of Hysteresis and curves of Magnetization were drawn and resistivity test was obtained. At this time, it was observed that the alloy Fe2% P showed the most promising results compared to other alloys, from the point of view of applications in electrical machines where the saturation induction was 1.36 T, the relative permeability was 4198 and coercivity was at 207 A / m. However, compared to laminated electrical steel, the induction of 1.36 T was below the average of 1.7 T, presented by steel plates acessita, Acelor group. The factor of interest are the losses, once at the alloys studied, the insertion of alloy elements may offset their solid form. With the alloy Fe2% P, that showed the best results, it followed with the mounting of the induction motor. The assembled machine was taken for testing at the company Voges Motores, Caxias do Sul - RS. The results presented demonstrated below nominal torque for the same type of machines, but only 18% from the ideal result. The power factor was higher than the conventional motor, however, the slip became high, especially at high speeds. According to the torque curve presented, it was concluded that the motor features the characteristic curve “D”, where maximum torque is achieved at low speeds.