Como funciona um Motor Trifásico e para o que ele serve

Desde a sua concepção, os motores elétricos foram uma peça importante para uma verdadeira revolução. Afinal de contas, hoje, grande parte das máquinas e equipamentos que conhecemos só funcionam devido a sua função. Em meio a tanta utilidade, é comum que existam vários tipos diferentes de motores elétricos disponíveis no mercado. Mas, quando destinamos o nosso foco para a indústria, existe um tipo de modelo que é bastante predominante: o motor trifásico.

O motor trifásico está presente na maioria do maquinário industrial que transforma a energia elétrica em energia mecânica, ação esta que é imprescindível para movimentar processos produtivos de todos os tamanhos. Portanto, estamos falando de um componente muito importante, não apenas para a indústria, mas para todo um contexto socioeconômico, haja vista que isso impacta na produção de muitos bens que usufruímos no nosso dia a dia.

Além de que, é claro, a indústria ainda representa uma boa fatia dos empregos gerados, não só no Brasil mas ao redor de todo o mundo. E se você ficou curioso sobre como funciona esse motor e porque ele é tão utilizado dentro da indústria, eu sugiro que você nos acompanhe nesta leitura para saber mais.

O que é um Motor Trifásico

A grande diferença que existe entre esse modelo de motor para os demais, especialmente quando comparado com o monofásico, é o que está evidente no seu próprio nome: o fato dele possuir três fases além do neutro.

Mas o que isso representa afinal? 

Isso garante uma capacidade de atuar com um ganho de potência consideravelmente maior quando comparamos com motores monofásicos.

É bem simples. Estamos falando de um motor elétrico, certo? Para funcionar ele precisa, basicamente, de energia elétrica, sendo que, em motores monofásicos a alimentação ocorre por intermédio de dois cabos, um fase e um neutro.

Do outro lado, a alimentação do motor trifásico ocorre por meio de quatro cabos, um neutro e três fases. Essa diferença faz com que os motores trifásicos possam se conectar com aparelhos de potência de 25 a 75 KW. Bem diferente do limite de 8 KW que é estabelecido por motores monofásicos. 

E como na indústria, as máquinas e equipamentos geralmente são robustas e desempenham tarefas pesadas e que exigem motores de maior potência, fica mais do que claro o porquê os motores trifásicos são mais utilizados na indústria.

Mas essa não é a única vantagem dos motores trifásicos. Existem outras coisas que pesam na balança em favor desse tipo de motor.

• Mais econômico do que o monofásico por entregar mais potência a um custo mais baixo de material;
• Vida útil bastante elevada;
• Baixo custo de manutenção, além de pouca necessidade de fazê-la;
• São menos sujeitos a vibrações por conseguirem manter um torque constante;
• Suas peças são de baixo custo e são fáceis de encontrar;
• Possuem montagem bastante simples se comparados aos motores do tipo CC (corrente contínua).   

Vantagens do Motor Trifásico

Os motores trifásicos não são líderes absolutos na indústria por acaso. Além da potência elevada, eles reúnem uma série de vantagens que fazem diferença tanto no desempenho quanto na economia operacional.

• Maior eficiência energética: Um dos pontos fortes é a capacidade de entregar alta potência com menor consumo de energia em comparação com motores monofásicos para a mesma carga.
• Vida útil prolongada: Devido à constância no torque e menor desgaste mecânico, esses motores tendem a durar mais, reduzindo a necessidade de substituições frequentes.
• Baixo custo de manutenção: Com menos peças móveis e uma construção robusta, o motor trifásico exige menos intervenções ao longo do tempo. Quando necessárias, as manutenções são simples e de baixo custo.
• Menor vibração e ruído: A distribuição equilibrada da carga entre as três fases minimiza vibrações e ruídos, oferecendo maior conforto sonoro e menor impacto estrutural.
• Fácil reposição de peças: Componentes como rolamentos e bobinas são amplamente disponíveis no mercado, facilitando reparos rápidos.
• Montagem simplificada: Comparado aos motores de corrente contínua (CC), o trifásico é mais fácil de instalar e ajustar.

Essas características fazem do motor trifásico a escolha ideal para quem busca confiabilidade e desempenho, seja em grandes plantas industriais ou em sistemas de menor escala que demandam robustez.

Como funciona um Motor Trifásico

O funcionamento do motor trifásico pode parecer complexo à primeira vista, mas contornamos essa impressão por meio de uma explicação acessível. 

Tudo começa no estator, que é a parte fixa do motor e onde ocorre a aplicação de tensão alternada trifásica. Essa tensão gera um campo magnético rotativo, conhecido como campo girante.

Esse campo magnético circula pelos enrolamentos do estator e induz corrente no rotor, a parte móvel do motor. 

O rotor, ao ser influenciado por esse campo, cria seu próprio campo magnético, que busca se alinhar ao campo girante do estator. Esse alinhamento constante gera o movimento rotacional do rotor, resultando na transformação da energia elétrica em energia mecânica.

Um exemplo prático é observar uma esteira transportadora em uma linha de montagem. 

O motor trifásico mantém a esteira funcionando com velocidade constante e torque adequado para movimentar peças sem interrupções. 

Mesmo com variações de carga ao longo do percurso, o motor mantém a estabilidade necessária para garantir que a produção não pare.

Fator de Potência e Rendimento

O fator de potência (cos φ) e o rendimento são aspectos essenciais para a eficiência no uso de energia elétrica.

Motores trifásicos operam em geral com um fator de potência mais próximo de 1, o que induz a perdas reativas e custos na conta de energia.

O rendimento de um motor elétrico, por sua vez, representa a economia de energia desses equipamentos. Pode-se encontrar as classes de eficiência mencionadas pelas letras IE2, IE3, IE4 (altíssima eficiência), e os promissores e em fase de teste IE5.

Princípios eletromagnéticos

Se entender o campo girante no estator é um desafio, podemos facilitar essa tarefa detalhando-a um pouco mais, por meio da Lei de Faraday.

Essa lei demonstra como uma corrente alternada trifásica gera variação de fluxo magnético, o qual induz a corrente no rotor, que por sua vez vai influenciar a velocidade de rotação do campo magnético — chamada de velocidade síncrona.

A velocidade síncrona pode ser calculada pela equação:

Nessa equação;

• Ns é a velocidade síncrona do motor (rpm);
• f é a frequência da rede (Hz);
• P é o número de pólos.

Analisando essa equação, passamos a entender algumas particularidades dos motores e dos dispositivos que os acompanham, tais como:

• Motores com mais pólos tem rotação mais lenta, mas consequentemente oferece maior torque;
• A relação da rotação de um motor com a sua frequência, que é uma variável ajustada pelos inversores de frequência para controlar a velocidade e torque de motores — assunto discorrido abaixo.

Métodos de Partida de Motores Trifásicos

A energia que mantém os motores elétricos trifásicos em funcionamento, é obviamente a energia elétrica. No entanto, há diferentes métodos de partida de um motor empregados pela indústria.

A partida direta é o método mais simples, mas que exige maior corrente inicial;

A chave estrela-triângulo reduz a corrente de partida, mas mantém a velocidade fixa após a transição;

O soft starter é um dispositivo utilizado para realizar a chamada “partida suave”, que reduz os esforços mecânicos e picos de corrente, mas não permitem controle de velocidade;

Já os inversores de frequência reúnem uma série de vantagens de partida suave e controle de rotação, sendo uma opção utilizada em aplicações modernas. Conheça-o melhor abaixo.

O papel do Conversor de Frequência em um Motor Trifásico

Existem muitas situações onde a velocidade do motor trifásico precisa ser controlada. Talvez porque a sua velocidade está muito acima do que é necessário. Ou porque a tarefa requer uma variação dessa velocidade.

E para controlar essa velocidade existem dois dois componentes. O redutor de velocidade e o conversor de frequência. Sendo que os dois casos tem uma funcionalidade consideravelmente diferente.

Pontos para o conversor de frequência que é capaz de variar a velocidade do motor. Diferente do redutor que apenas reduz a velocidade e a mantém constante.

Além disso, o conversor ainda se destaca de outras maneiras como:

• Fácil controle da velocidade;
• Utilização de rampas de aceleração que definem quanto tempo o motor vai levar para atingir a velocidade desejada;
• Partida mais suave e que evita o desgaste do equipamento;
• Consumo de energia proporcional a velocidade do motor, o que torna o conversor uma ótima solução econômica.

Essas características fazem do conversor de frequência a melhor solução quando o assunto é controle de velocidade de um motor trifásico.

Principais Tipos de Motores Trifásicos e Suas Diferenças

Embora o motor trifásico seja amplamente conhecido como uma solução robusta para a indústria, ele também apresenta variações específicas, desenvolvidas para atender diferentes demandas de aplicação. 

Conhecer os tipos mais comuns pode ajudar na escolha do modelo ideal para cada necessidade.

Motores Síncronos

Os motores trifásicos síncronos operam com uma velocidade constante, chamada de velocidade síncrona, que depende diretamente da frequência da rede elétrica e do número de pólos do motor. Eles são indicados para processos que exigem precisão e estabilidade absoluta na rotação, como em sistemas de geração de energia e equipamentos de alta precisão.

Motores Assíncronos (ou de Indução)

São os mais utilizados na indústria devido à sua simplicidade construtiva, menor custo e alta resistência a condições adversas. Eles permitem pequenas variações na velocidade, o que os torna ideais para a maioria das aplicações industriais, como bombas, ventiladores e compressores.

Motores com Rotor de Gaiola

Com estrutura simples e eficiente, esses motores têm um rotor formado por barras de alumínio ou cobre conectadas por anéis, lembrando uma “gaiola de esquilo”. São fáceis de manter, robustos e adequados para cargas que não exigem partidas muito suaves.

Motores com Rotor Bobinado

Esse tipo possui enrolamentos no rotor e permite a inserção de resistências externas no circuito, o que proporciona partidas mais suaves e controle mais preciso do torque. São recomendados para cargas pesadas, como guindastes e elevadores industriais.

Comparativo Rápido:

Tipo de Motor	Vantagem	Aplicação Comum
Síncrono	Velocidade constante e precisa	Geradores e processos sincronizados
Assíncrono	Custo menor e manutenção simples	Bombas, ventiladores, compressores
Rotor de Gaiola	Alta durabilidade	Máquinas gerais da indústria
Rotor Bobinado	Partida suave e alto torque	Guindastes e pontes rolantes

Compreender essas diferenças é fundamental para garantir que o motor escolhido ofereça o melhor desempenho possível para o tipo de operação desejada. 

Ao lado do conversor de frequência, a escolha do tipo de motor adequado potencializa ainda mais a eficiência e a vida útil dos equipamentos industriais.

Aplicações Industriais do Motor Trifásico

Os motores trifásicos são essenciais em inúmeros setores industriais. Aqui estão alguns exemplos práticos de onde eles são aplicados:

• Indústria alimentícia: Utilizados em misturadores, extrusoras e sistemas de refrigeração.
• Siderurgia: Presentes em laminadores e fornos elétricos.
• Mineração: Movimentando britadores e correias transportadoras.
• Construção civil: Acionando betoneiras e elevadores de carga.
• Papel e celulose: Operando cortadeiras e enroladeiras.

Essa versatilidade demonstra como o motor trifásico é fundamental para garantir o fluxo produtivo em praticamente qualquer segmento que dependa de processos mecânicos contínuos e de alta demanda.

Curiosidades sobre os Motores Trifásicos

• Os primeiros estudos sobre sistemas trifásicos surgiram no final do século XIX, com Nikola Tesla e Mikhail Dolivo-Dobrovolsky como nomes de destaque.
• Um motor trifásico pode operar mesmo se uma das fases falhar, mas com perda significativa de desempenho e risco de superaquecimento.
• Em muitos países, a energia elétrica trifásica é a principal forma de distribuição de energia em zonas industriais devido à eficiência no transporte e na conversão.

Conclusão

Os motores trifásicos são verdadeiros protagonistas no mundo industrial e estão muito mais presentes no nosso dia a dia do que imaginamos. 

Seja pela potência, eficiência ou versatilidade, são equipamentos indispensáveis para manter processos produtivos funcionando de forma contínua e segura.

E se você está procurando um produto como esse, saiba que aqui na Nepin nós oferecemos as melhores soluções em conversores de frequência do mercado.

Confira alguns dos nossos produtos:

• Conversor de frequência Danfoss VLT® HVAC Drive FC 102
• Conversor de frequência VLT® HVAC Basic Drive FC 101 Danfoss
• Conversor de Frequência VLT® AutomationDrive FC 360 Danfoss

E se surgir qualquer dúvida, é só entrar em contato que a nossa equipe vai te ajudar.

Perguntas mais Frequentes

• Motores trifásicos são mais caros?

O custo inicial pode ser maior, mas o investimento se paga com eficiência, controle e baixa manutenção. Neste contexto, nota-se a importante tarefa de foco direcionado a motores eficientes e controlados por meio de inversores de frequência.

• Preciso sempre usar conversor de frequência?

Não, mas é recomendado quando há necessidade de controle de velocidade. Por exemplo: sistemas que não utilizam inversores de frequência, como os de bombeamento,  regulam o fluxo de fluido por meio de válvulas. Ok, as válvulas cumprem a função de não permitir passagem plena de fluido controlando a vazão por meio de restrição de área. No entanto, sem um dispositivo (inversor de frequência) que ajuste a velocidade de rotação do motor de acordo com a demanda, o motor elétrico que move a bomba funciona em velocidade plena, isto é, com consumo de energia constante para diferentes demandas — até baixas.

• Qual a maior vantagem em relação ao monofásico?

A potência superior e maior eficiência energética.

• O motor trifásico precisa de cuidados especiais?

Apenas manutenção preventiva regular, como verificação de rolamentos e lubrificação.

• O motor trifásico síncrono admite inversores de frequência?

Sim. Um bom exemplo é o uso de inversores de frequência VLT® AutomationDrive FC 302

para controle do motor síncrono trifásico VLT® OneGearDrive® OGD Danfoss.