Estudo Comparativo de Estratégias de Acionamento Inicial em Motores Elétricos: Foco na Eficiência Energética

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise técnico-comparativa quantitativa entre diferentes estratégias de acionamento de motores de indução trifásicos, com foco na eficiência energética e na mitigação de transitórios elétricos e mecânicos. O objetivo principal é avaliar o desempenho da partida direta, da chave estrela-triângulo, da soft-starter e do inversor de frequência, estabelecendo parâmetros para a seleção otimizada em aplicações industriais. A abordagem metodológica dividiu-se em duas etapas: ensaios experimentais em bancada, utilizando motores WEG (370 W) e WEG W22 (1,1 kW) sob condições de operação a vazio e com carga mecânica via freio eletromagnético; e simulações computacionais estruturadas no ambiente OpenModelica. Os resultados obtidos evidenciaram que a partida direta impõe os maiores picos de corrente à rede elétrica (atingindo 10,49 A na simulação a vazio). Constatou-se que a partida estrela-triângulo atenua o surto inicial, porém gera um severo pico transitório secundário de comutação (atingindo -7,04 V sob carga), induzindo estresse mecânico ao eixo. Em contrapartida, as tecnologias baseadas em eletrônica de potência (soft-starter e inversor de frequência com controle V/f) garantiram uma progressão suave da tensão e frequência, limitando massivamente a corrente demandada. Conclui-se que, a despeito do maior investimento de capital inicial (CAPEX), a implementação de chaves de partida estáticas minimiza o Custo Total de Propriedade (TCO) ao mitigar danos à cadeia cinemática, prolongar a vida útil dos ativos e garantir a conformidade normativa com os parâmetros de qualidade de energia.