MOTOR DE INDUÇÃO MONOFÁSICO

Transcrição

1 MOTOR DE INDUÇÃO MONOFÁSICO Joaquim Eloir Rocha 1

2 Muitos consumidores não são alimentados por um sistema trifásico de tensões. No entanto, eletrodomésticos e outros equipamentos utilizam-se de motores. Assim, existe a necessidade dos motores de indução monofásicos. Joaquim Eloir Rocha 2

3 Eletrodomésticos como geladeiras e máquinas de lavar roupa costumam utilizar o motor de indução monofásico com capacitor. Para ventiladores, que são equipamentos que exigem menor torque, são utilizados os motores tipo polo sombreado. Joaquim Eloir Rocha 3

4 No estator do motor de indução monofásico localizam-se chapas ferromagnéticas empilhadas e isoladas entre si. Nele são instalados os enrolamentos que recebem alimentação da rede. Joaquim Eloir Rocha 4

5 O rotor é formado por um núcleo ferromagnético, também laminado, em cujas ranhuras estão as barras condutoras. Correntes são induzidas nessas barras pela ação do fluxo do estator. Joaquim Eloir Rocha 5

6 Desvantagens dos motores monofásicos: Tem um custo mais elevado que um motor trifásico de mesma potência; Quando possui chave centrífuga, este sofre desgaste mecânico; Tem menor densidade energética do que um motor trifásico do mesmo tamanho; Apresenta rendimento e fator de potência menores do que os trifásicos; Não é possível inverter diretamente o sentido de rotação. Joaquim Eloir Rocha 6

7 Ao contrário do motor de indução trifásico, o monofásico não possui um fluxo girante. O seu fluxo magnético é pulsante. Portanto, sem o uso de algum artifício, eles não têm torque de partida. Os vários tipos de motores de indução monofásicos são classificados de acordo com o método de partida e configuração em operação. Joaquim Eloir Rocha 7

8 Se os motores monofásicos fossem alimentados por apenas um enrolamento no estator, o fluxo magnético produzido seria pulsante. Joaquim Eloir Rocha 8

9 Os motores monofásicos projetados para desenvolver um bom torque de partida possuem dois enrolamentos distribuídos a 90 geométricos entre si. Joaquim Eloir Rocha 9

10 Existe o enrolamento principal e o enrolamento auxiliar. Eles também podem ser chamados de enrolamento de operação e enrolamento de partida. Joaquim Eloir Rocha 10

11 Além do deslocamento geométrico entre os enrolamentos, é necessário um defasamento entre as correntes nos dois enrolamentos. Esse defasamento pode ser proporcionado pela diferença entre as resistências dos enrolamentos ou pela presença de um capacitor em série. Joaquim Eloir Rocha 11

12 No motor de indução com capacitor de partida, o enrolamento auxiliar - em série com o capacitor é retirado do circuito através de uma chave centrífuga. Joaquim Eloir Rocha 12

13 Uma vez que o motor de indução monofásico tem um deslocamento geométrico entre os enrolamentos e um deslocamento no tempo entre as suas correntes (defasamento), cria-se um fluxo girante pela interação entre os fluxos do dois enrolamentos. Joaquim Eloir Rocha 13

14 No entanto, existem outras configurações de motor de indução monofásico. Elas são usadas para diminuir custos onde um torque elevado não é necessário. Também, pode ser o contrário, configurações mais complexas são usadas para melhorar o desempenho. Joaquim Eloir Rocha 14

15 Em função do método de partida e funcionamento, pode-se classificar os motores monofásicos como: motor de fase dividida; motor com capacitor de partida; motor com capacitor permanente; motor com dois capacitores; motor com anel de arraste ou polo sombreado. Joaquim Eloir Rocha 15

16 Motor de fase dividida Este tipo de motor possui o enrolamento principal e o auxiliar, defasados de 90 geométricos. Joaquim Eloir Rocha 16

17 No motor de fase dividida (split phase), a chave centrífuga desliga o enrolamento auxiliar quando a velocidade atinge 80% da velocidade nominal. O enrolamento auxiliar tem maior resistência do que o principal e, por isso, ajuda a promover o fluxo girante para a partida. Joaquim Eloir Rocha 17

18 Com o enrolamento auxiliar presente, tem-se um torque suficiente para a partida. Ainda assim, é um torque de partida considerado baixo para algumas cargas. Portanto, tem-se limitação na sua aplicação a potências abaixo de 2 cv. Joaquim Eloir Rocha 18

19 Motor com capacitor de partida Este tipo de motor possui um capacitor em série com o enrolamento auxiliar. Joaquim Eloir Rocha 19

20 No motor com capacitor de partida (capacitor start motor), a chave centrífuga desliga o enrolamento auxiliar em série com o capacitor quando a velocidade atinge 80% da velocidade nominal. Joaquim Eloir Rocha 20

21 Com o capacitor de partida presente, temse um torque maior durante a partida. Esse tipo de motor é usado para cargas que exigem um torque de partida duas ou mais vezes superior ao torque nominal. Esse tipo de motor é produzido para potências até 15 cv. Joaquim Eloir Rocha 21

22 Motor com capacitor permanente Neste tipo de motor o enrolamento auxiliar e o capacitor ficam ligados durante a operação do motor. Joaquim Eloir Rocha 22

23 No motor com capacitor permanente (permanent split capacitor motor) não existe chave centrífuga. O capacitor não pode ser do tipo eletrolítico para corrente alternada, pois esse capacitor suporta a tensão alternada por um tempo limitado. No entanto, capacitores não polarizados têm baixa capacitância. Joaquim Eloir Rocha 23

24 Por usar capacitor com dielétrico não polarizado e, portanto, de baixa capacitância, este tipo de motor apresenta baixo torque de partida. Esse tipo de motor é produzido para potências até 1,5 cv. Joaquim Eloir Rocha 24

25 Por outro lado, esse motor apresenta algumas vantagens, como: maior confiabilidade, devido a menor manutenção, por não ter centrífuga; fator de potência melhor; baixa corrente de partida apresenta uma melhor eficiência. Joaquim Eloir Rocha 25

26 Motor com dois capacitores É um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores: partida como o motor de capacitor de partida e funcionamento como o motor de capacitor permanente. Joaquim Eloir Rocha 26

27 São utilizados dois capacitores nessa configuração. O capacitor eletrolítico é usado somente na partida e está em série com a chave centrífuga. O capacitor não polarizado fica permanentemente conectado durante o funcionamento do motor. Capacitor start / capacitor run motor Fabricado até 15 cv Joaquim Eloir Rocha 27

28 Este motor é mais caro devido aos dois capacitores e à chave centrífuga. Ele tem um alto torque de partida. Joaquim Eloir Rocha 28

29 Motor com anel de arraste ou polo sombreado O circuito magnético tem uma ou duas regiões abraçada por um espira de cobre. Joaquim Eloir Rocha 29

30 Esse tipo de motor também é chamado de campo distorcido. Em inglês, é chamado de shaded pole motor. O torque de partida é promovido por espiras de cobre curto- circuitadas no circuito magnético. Joaquim Eloir Rocha 30

31 A corrente induzida nessa espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relação ao fluxo da parte não abraçada por ela. Como resultado, cria-se um fluxo girante. O sentido de rotação é único. É de construção simples, mas é um motor robusto. Não exige manutenção por não possuir chave centrífuga. Joaquim Eloir Rocha 31

32 Tem como desvantagens o baixo torque de partida, o baixo fator de potência e a baixa eficiência causada pelas espiras em curto. São fabricados para potências fracionárias. Joaquim Eloir Rocha 32