MOTORES MONOFÁSICOS MOTORES MONOFÁSICOS Os
Os motores motores monofásicos monofásicos são são aqueles aqueles que que são são ligados ligados diretamente diretamente a a umauma fonte monofásica. Entre os vários tipos de motores monofásicos , os motores com fonte monofásica. Entre os vários tipos de motores monofásicos , os motores com rotor em gaiola são os que mais se destacam, devido a sua simplicidade de rotor em gaiola são os que mais se destacam, devido a sua simplicidade de fabri-cação, robustez, confiabilidade e
cação, robustez, confiabilidade e manutenção.manutenção. Por
Por terem terem apenas apenas uma uma fase dfase de e alimentação, alimentação, não não possuem possuem campo campo girantegirante como os motore polifásicos, mas um
como os motore polifásicos, mas um campo magnético pulsante. Isso impede quecampo magnético pulsante. Isso impede que tenham torque de partida,
tenham torque de partida, tendo em conta que no rotor tendo em conta que no rotor se induzem campos magné-se induzem campos magné-ticos alinhados ao campo do estator.
ticos alinhados ao campo do estator.
Para solucionar esse problema de partida, utilizam
Para solucionar esse problema de partida, utilizam enrolamentos auxiliares,enrolamentos auxiliares, que são dimensionados e posicionados de forma a criar
que são dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictíciauma segunda fase fictícia permitindo
permitindo a a formação formação do do campo campo girante girante necessário necessário para para a a partida. partida. Assim, Assim, tere- tere-mos
mos um um enrolamento enrolamento de de armadura armadura com com duas duas partes. partes. Um Um enrolamento enrolamento principal,principal, que é conectado diretamente à rede de alimentação e uma outra parte que é o que é conectado diretamente à rede de alimentação e uma outra parte que é o en-rolamento secu
rolamento secundário ligado ndário ligado em série em série com um com um capacitor e capacitor e esse circesse circuito uito é é ligadoligado em paralelo com o circuito principal. Desta maneira, a corrente elétrica que circula em paralelo com o circuito principal. Desta maneira, a corrente elétrica que circula pelo enrolamento auxiliar está adiantada da corrente
pelo enrolamento auxiliar está adiantada da corrente do enrolamento principal dedo enrolamento principal de aproximadamente 90º.
aproximadamente 90º.
Principais aplicações: Principais aplicações: bombas
bombas d' d' água, água, ventiladores, ventiladores, pequenas pequenas máquinas, máquinas, etc. etc. Não Não é é recomendável recomendável oo emprego de motores mopnfásicos, maiores que 3
emprego de motores mopnfásicos, maiores que 3 CV, pois estão ligados somenteCV, pois estão ligados somente com uma fase da
com uma fase da rede, o que provoca um rede, o que provoca um considerável desbalanceameconsiderável desbalanceamento de car-nto de car-ga na rede.
ga na rede.
Desvantagens do uso de motores
Desvantagens do uso de motores monofásicos:monofásicos: 1 -
1 - O custo do motor monofásico é mais O custo do motor monofásico é mais elevado que um motor trifásco de mesmaelevado que um motor trifásco de mesma potência.
potência. 2 - O
2 - O motor monofásico sofre desgaste mecânico do platinado (contato motor monofásico sofre desgaste mecânico do platinado (contato centrífugocentrífugo necessário à partida do motor).
necessário à partida do motor). 3 - O
3 - O motor monofásico motor monofásico alcança apealcança apenas 60 nas 60 a 70% da a 70% da potência do potência do motor motor trifásicotrifásico do mêsmo tamanho.
do mêsmo tamanho.
4 - O motor monofásico apresenta rendimento e fator de potência menores. 4 - O motor monofásico apresenta rendimento e fator de potência menores.
5 - Não é possível inverter diretamente o sentido de rotação de motores 5 - Não é possível inverter diretamente o sentido de rotação de motores mnofási-cos.
cos.
Motores monofásico mais utilizados na prática: Motores monofásico mais utilizados na prática:
1 - Motor monofásico com dois terminais 1 - Motor monofásico com dois terminais É destinado apenas a um valor
É destinado apenas a um valor de tensão e não de tensão e não pode ser adaptado valores dife-pode ser adaptado valores dife-rentes de tensão. A tensão identificada na placa deve ser igual a rede de rentes de tensão. A tensão identificada na placa deve ser igual a rede de alimenta-ção. Outro inconveniente é que não é possível a inversão de rotação, pois ele tem ção. Outro inconveniente é que não é possível a inversão de rotação, pois ele tem somente dois terminais em que são
fase, dependendo da te e neutro não provoca a
2 - Motor mono Nesse tipo de motor possível a instalçaõ do são maior e tensão me rotação desse motor. Veja o diagrama a segu
Figura 1 - Esquema de l Os terminais 1 e 2 são metade do enrolamento de alimentação for de 2 mento devem ser ligada
3 - Motor mono Nesse tipo de motor tes, além de poder inve que não é possível faze lo para que possa ser d Figura 2 - Esquema de l
Os terminais de 1 até 4 nos motores de 4 termi função a inversão do se 5 e 6, como mostram a A figura 2 mostra o esq
nsão da rede. A inversão dos cabos de inversão do sentido de rotação.
ásico com quatro terminais
o enrolamento é dividido em duas parte otor a dois valores de tensão, que são or ou 220 V / 110 V. Não é possível inve ir:
igação de motor monofásico com 4 term onectados a uma metade e os terminais . As duas partes devem ser ligadas em
0V. Se a tensão for de 110V, as duas s em paralelo, como mostra a figura 1. fásico com seis terminais
podemos efetuar dois tipos de ligação e ter o sentido de rotação do motor. É ne r a inversão com o motor em movimento
da a partida em outra direção.
igação de motor monofásico com 6 term
são conectados às duas metades do e ais. Os terminais 5 e 6 estão ligados a p ntido de rotação bastando inverter a liga
figuras.
ema de ligação para tensão maior e par
alimentação fase s iguais. Torna-se chamados de tem-rter o sentido de inais. 3 e 4 na segunda érie se a tensão partes do enrola-tensões diferen-essário ressaltar . Deve-se desligá-inais em 220V rolamento, como arte e têm como ção dos terminais a inverter a
rota-ção basta inverter 5 e A figura 3 mostra a liga são basta trocar a ligaç
Figura 3 - Esquema de l Os motores de indução a - Motores de pólos so b - Motor de fase dividid c - Motor de capacitor d d - Motor de capacitor p e - Motor com dois cap
a - Motor de pól Também denominado processo de partida, é dução monofásicos. A f uma parte de 25 a 35% mostra a figura 4 abaix
Espira de Sombra
Figura 4 - Motor de pólo As espiras de sombra s à indução magnética do defasagem em relação se houvesse um cam
.
ão na menor tensão (110V). Como no o dos terminais 5 e 6.
igação do motor monofásico de 6 termin monofásicos estão divididos nas catego
breados (ou shaded pole) a (split phase)
e partida (ou capacitor start)
ermanente (ou permanent split capacitor citores (ou two value capacitor)
s sombreados
otor de campo distorcido (shaded pole), mais simples, confiável e econômico d rma mais comum é a de pólos salientes abraçada por uma espira de cobre em c .
s sombreados
o anéis de cobre inseridos nas sapatas s anéis, o campo magnético no entrferro
o restante da região da sapata polar. T o girante sob a sapata polar. Esses m
aso da maior
ten-ais em 110V ias abaixo:
)
graças ao seu s motores de in-. Cada pólo tem urto-circuito, como
polares. Devido sob eles terá uma do ocorre como tores apresentam
baixo torque de partida dimento e baixo fator d pequenas potências até cidade desses motores
%Cn
150 100 50
20 40
Figura 5 - Curva torque Pela sua simplicidade, r ( ventiladores, exaustor secadores de roupa, pr b - Motor de fas Possui um enrolamento 90º . AQ figura 6 mostra C Enrolamento Principal
Figura 6 - Motor de fase O enrolamento auxiliar sário para a rotação inic predeterminada, o enrol chave que normalment ficos, por relé de corren enrolamento auxiliar é d ligado após a partida, d O ângulo de dfasagem cipal e do enrolamento cional ao seno do ângul no instante da partida,
(15 a 50% do nominal) representado na potência. Devido a isso, geralmente sã no máximo 1/4 CV. De um modo geral, consiste em reduzir a tensão de aliment
%ns 60 80 100
X rotação para o motor de pólos sombre obustez e baixo custo, são ideais na mo s, purificadores de ambiente, unidades jetores de slides, e demais aplicações e
dividida
principal e um auxiliar para a partida, a o circuito desse motor.
ave Centrífuga
Enrolamento auxiliar
dividida
cria um deslocamento de fase que prod ial e a aceleração. Quando o motor atin amento auxiliar vé desligado da rtede p
atua por uma força centrífuga(chave) o e, chave manual ou outros dispositivos imensionado para atuar apenas na parti
nifica-se.
ue se pode obter entre as correntes do uxiliar é pequeno, assim o conjugado d o entre as correntes nos enrolamentos
por isso esses motores têm torque de
igura 5, baixo ren-o fabricadren-os em o controle de velo-ção aplicada. ados. imentação de ar de refrigeração, letro domésticas. bos defasados de z o torque neces-ge uma rotação r meio de uma , em casos especí-speciais. Como o a, se não for des-enrolamento
prin-partida é propor-rincipal e auxiliar, partida igual ou
pouco superior ao nomi co torque de partida. N que não excedam 3/4 C A chave centrífuga man enrolamento auxiliar atr tida. À medida que aum fora, superam a tensão do enrolamento auxiliar, tor. O enrolammento au quando a rotação estive nesse intervalo de velo enrolamento principal e nados. A figura 7 mostr de do motor.
%Cn 300
200
100
Figura 7 - Curva torque A corrente do rotor bloq não constitui um proble manho reduzido, apres a corrente de partida rel inverter a rotação dess ligação da rede em rela pode ser feita com o m difícil pois sua velocida número de pólos desen
c - Motor de cap É um motor semelhante de um capacitor eletrolít pacitor permite maior â principal e auxiliar, prop circuito desse motor.
al limitando sua utilização em máquina rmalmente são construídos para potê V.
tém em união um bloco de contatos co vés de molas, de modo que o circuito e enta a velocidade do motor, pesos são d das molas e afastam o bloco de contato
o qual permanece aberto durante o fun xiliar é desconectado da rede por meio
r situada entre 75% e 80% da velocida idades, o conjugado produzido pelo ca cede aqule desenvolvido pelos dois enr o comportamento do torque com a vari
Desconexão da fase a
20 40 60 80 100 %
x rotação para o motor de fase dividida ueado varia entre 5 e sete vezes a corr
a. Uma vez que os rotores desse tipo d ntando uma baixa inércia mesmo quand ativamente elevada caiquase que instat
motor é necessário inverter a polaridad ão a um dos enrolamentos, principal ou tor em funcionamento. O controle de vel e síncrona é determinada pela frequênc
olvidos pelo enrolamento principal. citor de partida
ao de fase dividida.A principal diferença ico em série com o enrolamento auxiliar
gulo de defasagem entre as correntes d orcinando elevados torques de partida.
que exigem pou-ncias fracionárias os contatos do stá fechado na par-eslocados para , abrindo o circuito ionamento do mo-e chavmo-e cmo-entrífuga e síncrona, pois mpo pulsante do olamentos combi-ção da velocida-xiliar. ns
nte nominal, mas e motor são de ta-o ligadta-os à carga, neamente. Para dos terminais de auxiliar e nunca ocidade é muito ia da rede e pelo está na inclusão de partida. O ca-os enrolamentca-os figura 8 mostra o
Enrolamento principal
Figura 8 - Motor com ca O enrolamento auxiliar nominal. Nesse interval ve quase o mesmo torq maiores, entre 80% e 9 mentos combinados cru tra o gráfico da figura 9.
%Cn 300
200
100
Figura 9 - Motor com ca Com seu elevado torqu de capacitor de partida bricado para potências é necessário inverter a um dos enrolamentos. I namento.
d - Motor de cap Nesse tipo de motor o e ligados, sendo o capaci
Enrolamento principal C Chave Centrífuga Enrolamento auxiliar pacitor de partida
desligado quando o motor atinge 75 a de velocidades, o enrolamento princip e que os enrolamentos combinados. % da velocidade síncrona, acurva do to za a curva de torque do enrolamento pri
Desconexão da fase a
20 40 60 80 100 %
pacitor de partida
de partuida entre 200 e 350% do torqu ode ser utilizado em uma variedade de ue vão de 1/4 a 15 CV. Para inverter o olaridade dos terminais de ligação da r so torna possível inverter a rotação co
acitor permanente
nrolamento auxiliar e o capacitor ficam p or do tipo eletrostático,como mostra a fi
C
0% da velocidade l sozinho desenvol-Para velocidades rque com os enro-cipal, como
mos-xiliar. ns nominal, o motor aplicações e fa-entido de rotação de em relação a o motor em funcio-ermanentemente ura 10.
Figura 10 - Motor com c O efeito desse capacito das nos motores polifás to eo fator de potência, manutenção, pois não u torque de partida é de 5 a equipamentos que re escritório, ventiladores, quenas serras, furadeir dos com potência até 1, cidade. % 20 15 10 50
Figura 11 - Curva torqu e - Motor com d Esse motor utiliza as va de partida e funcionam nente, como mostra a fi
Fase principal
Figura 12 - Motor com 2 Nesse tipo de motor sã um capacitor eletrolítico
Enrolamento auxiliar
apacitor permanente
é criar condições de fluxo muito semel icos, aumentando, com isso o torque má além de reduzir o ruído. São motores m
tilizam contatos e partes móveis, como 0 a 100% do conjugado nominal, o que l
uertem elevado torque de partida, tais c exaustores, sopradores, bombas centríf
s, condicionadores de ar pulverizadores 5CV. A figura 11 mostra o torque com a
n 0 0 0 % 20 40 60 80 100
x rotação para motor de capacitor perm is capacitores
ntagens dos outros dois. Partida como o nto em regime idêntico ao do motor de
ura 12.
C
Fase auxiliar
Enrolamento auxiliar
capacitores
utilizados 2 capacitores durante a parti de partida de capacidade elevada, cerc
antes às encontra-ximo, o
rendimen-nores e isentos de os anteriores. Seu imita sua aplicação omo: máquinas de
gas, esmerís, pe-, etc. São fabrica-variação de velo-ns anente mtor de capacitor capacitor perma-Capacitor Permanente Capacitor de Arranque a. Uma deles é a de 10 a 15
ve-zes o valor do capacitor uma chave centrífuga q síncrona.
Figura 13 - Curva torqu 4 - Motor univer A maioria dos aparelho tas portáteis utilizam o mente diferente do mot de operar tanto sob ali Para a operação CA, o vitar perdas por histere Trata-se de um motor d des conjugados e altas da é também elevado. domésticos, como furad dos e em liquidificadore alta velocidade.São fab ma de alguns CV, funci faiscamento nas escov mente o estator é um c O rotor é constituído po tor é constituído por um as bobinas do estator, q
do rotor são soldados externo é feita por essc
Escovas
de funcionamento, que é desligado do c ndo a velocidade do motor atinge 75 a
%Cn 300
200
100
20 40 60 80 100
x rotação para o motor com dois capa
sal
eletrodomésticos, especialmente de co otor universal cujo princípio de funcion r de indução. O motor universal é assim entação CC ou CA. A rigor trata-se de u stator e o rotor devem ser de chapas la e e correntes parasitas.
velocidade variável, com baixas veloci elocidades para pequenas cargas. O c evido a isso, são usados comumente e eiras elétricas e lixadeiras, que requere s, aspiradores de pó e bombas centrífug
icados para potências de até 3/4 CV. P nam precariamente em corrente alterna s, e o rendimento e o fator de potência njunto de pólos salintes com bobinas en
um enrolamento distribuído em ranhura enrolamento distribuído em ranhuras e l ue recebe o nome de armadura. Os ter
um anel coletor solidário ao eixo, e a co ovas de grafite.
Rotor bobinado
ircuito por meio de 0% da velocidade Desconexão do capacitor de partida %ns itores inha e ferramen-mento é
completa-chamado pois po-m po-motor CC série.
inadas, para e-dades para
gran-njugado de parti-pequenos eletro-conjugado eleva-as, que requerem
ra potências aci-da. Há um grande
ecrescem. Tipica-roladas sobre eles s sobre eles. O ro-igado em série com
inais das bobinas exão com o meio
Figura 14 - Motor unive 5 - Identificação Os motores monofásico 15 mostra a ligação das
1
2
O enrolamento principal finais 2 e 4 respectivam final 6. Nesse enrolame pelo desligamento do m identificar as bobinas d a maior resistência será
Figura 16 - Determinaç inverte-se uma das bobi
Figura 17 - determinaçã Aplica-se os números 1
sal
das bobinas de um motor monofásic s de fase auxiliar são os mais utilizados
bobinas.
3 5
Figura 15 - Bob
4 6
é representado por duas bobinas com i ente. O enrolamento auxiliar é represent nto estão um capacitor e uma chave cen otor quando atingir 75% de sua velocida motor, utiliza-se um ohmímetro e a bob a auxiliar e as outras principais.
F
N 1
3
o da polaridade dos enrolamentos princi nas e mede a corrente novamente, com
F
N 1
3
o da polaridade dos enrolamentos princi ,2,3,4 à ligação que apresentar menor c
na prática. A figura
inas de um motor Monofásico
ícios 1 e 3 e seus ado por início 5 e trífuga responsável de nominal. Para ina que apresentar
2 4 pais mostra a figura 17 4 2 pais rrente.
6 - Motores sínc São denominados moto zada com o campo gira
Ns = 120 f / onde: Ns - Velocidade síncron F - Freqüência em hertz p - Número de pólos do Como a freqüência da r número de pólos, pode O funcionamento dos m no estator, sendo a exci corrente contínua obtid eixo do motor. Uma peq contínua para a excitaç A figura 18 mostra um e
Rotor
Figura 18 - Estrutura do Uma das principais apli do fator de potência, de Em um motor síncrono
de fase do rotor, com r nuar síncrona, teremos o motor volte a operar c contínua de excitação, mento de corrente, o fat ra uma dada carga o fat excitação. Isso acontec zido, a força eletromotri
ronos
res síncronos porque a velocidade do se te do estator. A velocidade do motor sí
a em rpm motor
de que alimenta o motor é constante, a os considerar a máquina com velocida otores síncronos, requer aplicação de tação do campo rotórico feita por meio de uma fonte externa ou de uma excit uena parcela do torque será utilizada pa
o do campo.
sboço desse motor.
N
S S
Fonte CC
motor síncrono
ações do motor síncrono é sua utilizaç ido à variação da excitação de campo. uando a carga é aplicada, há um deslo lação ao campo. Apesar de a velocidad nestas condições um fator de potência e om fator de potência unitário, deve-se a
que torna o fator de potência unitário e or de potência ficará adiantado. Podemo or de potência é diretamente dependent
, porque, quando a corrente de excitaç induzida no estator é pequena, o que
u rotor é sincroni-crono é dada por:
sim como o seu e constante. orrente alternada e uma fonte de triz conectada ao ra gerar a corrente Estator Entreferro + o para correção amento do ângulo e do motor
conti-m atraso. Para que mentar a corrente
se mantido o au-s afirmar que
pa-da corrente de o é de valor redu-leva o estator na
absorver da rede de ali ção do campo magnétic excitação for aumentad tromotriz no estator, o q mente atrasada, possa tor de potência unitário. mos então uma corrent cia adiantado. A figura 1
IA
Figura 19 - Variação do Excitação.
A figura mostra que o fa da carga, representada tação, em que IArepres
Desvantagens do motor 1 - Necessitam de uma ção constante;
2 - Não é capaz de parti tor, pois deve ser levad trar em sincronismo co 3 - Para que a partida s mum por exemplo a utili motor e a utilização de dores), são os mais co Vantagens do motor sín 1 - São utilizados para f 2 - Possuem rendiment do trabalham com fator 3 - Ops rotores dos mot sibilitando menores tole
entação uma potência reativa necessá o, ocasionando baixo fator de potência.
, para a mesma carga, haverá uma ele ue fará com que a corrente do estator, q icar em fase com a tensão da rede, car Se o aumento da corrente de excitação
de estator adiantada, o que caracteriza 9 representa esse comportamento.
Fator de
Potência Fator de
Atrasado Potência
Adiantado
Fator de Potência Unitá
fator de potência em função da variação tor de potência de uma motor submetid pelas diferentes curvas, depende da su nta a corrente do induzido e IFa corrent
síncrono em relação ao motor de induç fonte de corrente contínua, para excitaç r somente com a aplicação de corrente
próximo da velocidade síncrona para o campo girante.
ja possível são utilizadas algumas técni zação do motor de corrente contínua ac
m enrolamento de compensação (enrol uns.
crono em relação ao motor de indução: ornecer força mecânica e corrigir o fator
s maiores que os motores de indução e de potência unitário.
ores síncronos permitem o uso de entref râncias.
ria para a forma-e a corrforma-entforma-e dforma-e ação na força ele-e ele-estava antele-erior- anterior-cterizando um fa-prosseguir, tere-um fator de potên-rio IF da corrente de a uma determina-corrente de exci-e dexci-e exci-excitação. o:
ão, com manuten-lternada no esta-ue ele possa en-cas, co a mais co-plado ao eixo do mentos
amortece-de potência.
quivalentes, quan-erros maiores,
pos-Bibliografia
Acionamentos Elétricos - Claiton Moro Franchi
