motores de indução monofásicos

MOTORES DE INDUÇÃO MONOFÁSICOS
Prof. Epaminondas de Souza Lage
Introdução
Os motores de indução monofásicos possuem uma grande aplicabilidade e
funcionalidade, que se estendem desde as nossas residências até as indústrias
e seus equipamentos giratórios. As características a serem analisadas no
artigo decorrente são quanto o funcionamento de um dos principais tipos de
motores monofásicos, com enrolamento auxiliar e capacitor. Sendo
especificado para aplicações de baixa potência devido a sua restrição de
projeto e uso de apenas uma fase de corrente alternada.
Figura 1. Motor de indução monofásico
Aplicações dos motores monofásicos
Os motores de indução monofásicos são construídos para suprir a necessidade
de movimento de rotação em situações onde é disponibilizada apenas uma
única fase de corrente alternada. Utilizados na maioria das vezes para
aplicações simples, porém indispensáveis nos dias de hoje, como em
escritórios, residências e comércios, locais onde não é necessária tanta
potência. Tendo em vista que esses motores não possuem uma grande faixa
de escolha para maiores potências, utilizado na maioria das vezes para
aplicações que precisam apenas de uma fração de HP (Horse Power). Existem
diversos tipos de motores monofásicos, porém, os motores com rotor tipo
gaiola destacam-se pela simplicidade de fabricação e, principalmente, pela
robustez e manutenção reduzida. Podemos assim citar algumas aplicações,
ilustradas pela Figura 2.
• Uso doméstico como frigoríficos, máquinas de lavar, relógios, compressores,
bombas, etc.
• Máquinas aonde a potência vai até 10 HP.
a) Cortadores de grama
b) Compressores
c) pequenas betoneiras
Figura 2: Aplicações de motor de indução monofásico.
Em uma comparação com motores trifásicos, os monofásicos apresentam
muitas desvantagens:
•
•
•
•
•
Necessitam de manutenção mais apurada devido ao circuito de
partida e seus acessórios;
Apresentam maiores volume e peso para potências e velocidades
iguais (em média 4 vezes); em razão disto, seu custo é também
mais elevado que os de motores trifásicos de mesma potência e
velocidade;
Apresentam rendimento e fator de potências menores para a
mesma potência; em função disso apresentam maior consumo de
energia (em média 20% a mais);
Possuem menor conjugado de partida;
São difíceis de encontrar no comércio para potências mais
elevadas (acima de 10 cv).
Tipo Construtivo
O motor monofásico, Figura 3, possui estator e rotor como qualquer outro
atuador eletromagnético. Porém, por se tratar de um componente monofásico
possui apenas um conjunto de bobinas, análogo a visão de apenas uma fase
de um motor trifásico de indução. O motor monofásico utiliza o bobinamento
para um rotor gaiola de esquilo detalhado em suas partes construtivas na
Figura 4.
Tem dois enrolamentos no estator colocados perpendicularmente
– Um é o principal
– O outro é o auxiliar ou de arranque
Figura 3. Enrolamentos do motor monofásico de indução.
Figura 4. Partes constituintes do motor monofásico de indução.
Funcionamento do motor monofásico
O motor monofásico apresenta algumas peculiaridades devido a sua forma,
pois no lugar de uma bobina concentrada, o enrolamento está disposto em
ranhuras para produção de uma Fmm quase senoidal. Essa FMM produzia faz
com que o motor não apresente um conjugado de partida, devido ao
cancelamento mútuo dela. É dito que o motor monofásico não apresenta
campo girante, mas um campo magnético pulsante. Para início do
funcionamento o motor necessitará de meios auxiliares, como enrolamentos
auxiliares e o emprego de um capacitor para dar origem a uma segunda fase
falsa, possibilitando a origem de um campo girante e conjugado suficiente para
fazê-lo sair do repouso.
A corrente no enrolamento auxiliar possibilita ao se juntar com a corrente do
enrolamento principal, um campo magnético girante no estator.
Dada a partida do motor, uma chave desliga o enrolamento auxiliar e nestes
casos o conjugado de partida ainda é moderado. Como solução, para criar um
conjugado suficiente para determinadas aplicações, é feito emprego de um
capacitor em série com o enrolamento auxiliar. Na figura 5, está representado o
circuito elétrico equivalente deste processo.
Figura 5 – Diagrama esquemático do motor. Representando o enrolamento de
trabalho (Et), enrolamento auxiliar (Ea) e Capacitor (C)
Métodos de partida
Como é difícil obter correntes desfasadas de 90º a partir de uma fonte
monofásica, nas condições de circuito monofásico o motor não arrancará. Se o
motor for acionando para fora da velocidade nula ele arrancará no sentido da
velocidade inicial. Para que o motor possa arrancar é necessário dispor de um
circuito auxiliar disposto a 90º no espaço em relação ao principal e alimentado
por uma corrente também desfasada de 90º no tempo
• A diferença de fase pode ser obtida através de:
– uma resistência,
– uma indutância, ou
– Um condensador
Ligados em série com o enrolamento de arranque. O mais comum é usar um
condensador em série com o enrolamento de partida.
Quando o motor alcançar a velocidade de operação, um interruptor centrífugo
desliga o circuito do enrolamento de partida. É necessário o interruptor
centrífugo porque a maioria dos motores utiliza um condensador electrolítico
que pode ser percorrido por correntes alternadas durante apenas um curto
espaço de tempo. O condensador apropriado produz aproximadamente uma
desfasagem de 90º e consequentemente um grande binário de partida.
Figura 6. Componentes do motor monofásico de indução.
Ligação de motores monofásicos
Os motores têm seus enrolamentos representados conforme a Figura 7.
Figura 7. Terminais de conexão de motores monofásicos de indução.
A determinação dos enrolamentos principais e auxiliar é realizada com um
ohmímetro. Mede-se a R de cada bobina. A que apresentar maior valor é a
auxiliar.
Polarização das bobinas principais
A polaridade do enrolamento principal pode ser realizada através da Figura 8.
Após inverter uma das bobinas e medir a corrente novamente, deve-se aplicar
os números 1, 2, 3 e 4, respectivamente, à ligação das bobinas que apresentar
a menor corrente.
Figura 8. Teste de polaridade das bobinas do enrolamento principal.
Tensões de funcionamento
O motor monofásico permite dois tipos de alimentação diferentes, conforme
apresentado na Figura 9.
a) Ligação 110V paralelo
b) Ligação 220V série
Figura 9. Tensões de funcionamento de motores monofásicos de indução.
Inversão de rotação
Para inversão do sentido de giro do motor, basta inverter a ligação do
enrolamento auxiliar. Tal ação fará o campo ter outro sentido, se antes sentido
horário, ao inverter a ligação do enrolamento, será sentido anti-horário. A
Figura 10. Ilustra a reversão para ambas as tensões.
Figura 10. Inversão do sentido de rotação para cada tensão aplicada ao motor
de indução monofásico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS
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