Como Escolher o Motorredutor CA Certo: Guia de Tamanho e Potência

Vá até qualquer blog sobre motores elétricos CA e você ouvirá falar sobre os motores elétricos CA e ignorará o uso mais importante desses motores. O foco aqui não será nos motores, mas sim no uso dos motores no sistema de ar condicionado. Esses motores constituem o centro do sistema de ar condicionado. Melhor ainda, eles estão disponíveis no tamanho e potência ideais necessários para a manutenção do consumo de energia com alta eficiência e longa durabilidade da máquina. Lembre-se de que todas as unidades operam pelos mesmos princípios. Se os motores elétricos não forem compatíveis com as unidades ou forem inadequadamente instalados, isso poderá resultar em altos custos com energia, maior frequência de falhas da unidade e até algo pior, superaquecimento.

Este é exatamente o tema de discussão deste guia. Vamos explorar em detalhes os componentes de tamanho e potência para determinar a melhor opção para suas necessidades de ar condicionado. Para a maioria das pessoas que procuram por aparelhos de ar condicionado ou sistemas de climatização, não é necessário dedicar tempo a compreender profundamente os motores elétricos, mas uma em cada dez pessoas pode estar especialmente preocupada com eficiência energética e buscar por esses detalhes.

Inicialmente, ao escolher motores elétricos CA, é importante identificar em qual sistema CA eles irão atuar. Cada sistema CA tem motores que realizam tarefas específicas. Alguns motores acionam ventiladores de recirculação de ar, acionam ventiladores de condensação para dissipação de calor, acionam dutos para controle de fluxo de ar ou acionam motores de compressores em alguns modelos. Cada um desses tem suas próprias exigências; ventiladores de recirculação requerem torque e velocidade constantes, enquanto ventiladores de condensação precisam operar em temperaturas externas extremas. Também devem ser consideradas as condições de operação; motores internos são menos expostos às intempéries, enquanto os externos precisam ser resistentes à umidade, poeira e temperaturas extremas. Conhecer esses detalhes facilita a definição dos requisitos de potência e tamanho necessários.

Torque é a quantidade de força rotacional que o motor precisa produzir para girar a unidade de AC e é um dos aspectos mais críticos no dimensionamento. Um motor irá parar se não houver torque suficiente; por outro lado, torque excessivo equivale a perda de energia. Para calcular o torque, é necessário conhecer a força da carga, que é a força contrária exercida pelo componente (no caso de um ventilador, a resistência do ar), e o raio do eixo do motor, de onde a carga é exercida. Torque = Força da Carga X Raio do Eixo. Por exemplo, se o ventilador tem um raio de eixo de 2 polegadas e uma força de carga de 10 libras, então o torque é de 20 libras-polegada (lb-in). Componentes mais avançados, como amortecedores, devem ser pesquisados por meio da ficha técnica do componente para saber o torque recomendado.

A potência é registrada em watts (W) ou cavalos-vapor (CV) e diz respeito à quantidade de energia que o motor precisa consumir para atingir o torque especificado em uma velocidade definida. A interação entre potência, torque e velocidade (RPM) é a relação que importa. A potência da lâmina em watts para um motor pode ser calculada usando a seguinte fórmula: Potência da Lâmina (W) = (Torque (N·m) x Velocidade (RPM) x π) ÷ 60. Deixando as piadas de lado, nas unidades imperiais, 1 CV equivale a 746 W. Por exemplo, um motor que precise entregar 1500 RPM com um torque de 10 N·m necessitará de cerca de 2,1 CV ou 1570 W de potência. Esses cálculos aplicam-se aos motores rotativos em linha. Ninguém deseja estar despreparado para imprevistos. Por isso, uma margem razoável de 10 a 15% a mais de potência é útil para lidar com aumentos inesperados na carga, como picos temporários de resistência ou poeira nas lâminas do ventilador.

O tamanho do motor indica o tamanho físico do motor, como comprimento e diâmetro e tamanho do eixo do motor, bem como o dimensionamento elétrico relevante, como o número do quadro, que segue os padrões da indústria, como NEMA na América do Norte, IEC no restante do mundo, etc. Como mencionado anteriormente, o tamanho físico precisa se adequar ao espaço alocado na unidade de ar condicionado. As dimensões propostas do motor, bem como o diâmetro do eixo, precisam ser verificadas utilizando as especificações de projeto do sistema de ar condicionado. Essas são as dimensões em que o sistema espera que o diâmetro do eixo e as dimensões do motor estejam. Motores superdimensionados também são uma preocupação. O número do quadro, como NEMA 56, IEC 112, é compatível com os suportes e acoplamentos de montagem. Ou seja, um motor com quadro NEMA 56 é equipado com uma determinada altura do eixo e padrão de furos que inúmeros sopradores de ar condicionado residenciais normalmente utilizam para fixação do motor. Se o espaçamento for deixado sem verificação, deformações no quadro e deficiências no espaçamento presumivelmente resultariam em instabilidade.

O uso de um motor CA em motores com redutor tem como finalidade enriquecer o motor com uma caixa de engrenagens para alterar as funções de velocidade e torque do motor. Utilizando a relação de transmissão para dimensionar a velocidade de entrada em relação à velocidade de saída, pode-se determinar a redução total de velocidade de um motor dado e a amplificação de torque. Se a relação de transmissão for de 10 para 1, a velocidade de saída será de 180 RPM com um torque multiplicado por 10, tudo isso enquanto o motor opera a 1800 RPM. Uma relação com valor maior produzirá velocidades de saída menores e, portanto, maior torque, sendo idealmente útil para aplicações com cargas pesadas, como grandes ventiladores de condensador. Por outro lado, uma relação com valor menor funcionará idealmente para fins de alta velocidade e baixo torque na saída, por exemplo, pequenos ventiladores do tipo soprador. Tudo isso demonstra por que a relação de transmissão deve ser ajustada de acordo com a velocidade necessária para um determinado componente. Para dissipar qualquer dúvida, pode-se consultar a ficha técnica do componente CA, e as velocidades recomendadas de operação podem ser usadas como referência para valores ideais.

Os custos operacionais para motores CA são classificados segundo suas aplicações como peças principais, enquanto os motores restantes são divididos e classificados conforme os padrões IE1, IE2, IE3 e IE4, alcançando respectivamente as eficiências 1 padrão, 2 alta, 3 premium e 4 super premium. Motores classificados sob o padrão IE3 tendem a consumir 10% menos do que o usualmente consumido sob o padrão mais baixo 1, economizando mais energia para maiores produções. Motores de alta eficiência são mais economicamente eficazes, pois seus custos são recuperados ao longo do tempo por meio dos sistemas CA, especialmente quando utilizados em ambientes comerciais. As regulamentações de diversos países especificam a utilização de motores certificados pelos sistemas ENERGY e outros grupos semelhantes de economia de energia.

O fornecimento de energia elétrica do sistema CA deve ser compatível com o sistema do próprio motor. Portanto, confirme que a tensão do motor (110, 220, 380) e a fase necessária (residencial é monofásica e comercial é trifásica) correspondem ao fornecimento de energia disponível. Utilizar um motor elétrico com a tensão incorreta, caso contrário, danificará instantaneamente o motor ou reduzirá o desempenho. Os Fatores de Confiabilidade do motor incluem a classe de isolamento (B, F, H) e a classe do motor, que determina a capacidade do motor de suportar calor. A classe F de isolamento é a mais recomendada para aplicações em CA, com um limite superior de 155°C. Além disso, há a garantia do motor, que é sinônimo de reputação; garantias mais longas (de dois a cinco anos) e um melhor suporte pós-venda reduzem o risco de falhas inesperadas, algo oferecido pelas marcas reconhecidas.

Como sempre, revise as especificações do fabricante, equilibre a carga dos equipamentos acionados e verifique os atributos de controle de velocidade do motor. Sistemas que possuem potência excessiva em relação aos processos e sistemas exigem um equilíbrio cuidadoso da pressão hidráulica ou pneumática juntamente com o mecanismo toroidal. Os preços e o tempo estimado de entrega do fabricante no segmento de Montagem e Disposição do Motor ajudam na seleção de um motor com alta disponibilidade. Em uma configuração em que o motor precise ser integrado com geradores assíncronos duplamente alimentados, é recomendada a assistência de especialistas para sincronizar perfeitamente com os equipamentos rotativos.