O funcionamento de um motor elétrico monofásico é baseado no uso de corrente elétrica alternada através da conexão a redes monofásicas. A tensão em tal rede deve corresponder ao valor padrão de 220 Volts, a frequência é de 50 Hertz. Motores deste tipo são usados principalmente em eletrodomésticos, bombas, pequenos ventiladores, etc.
A potência dos motores monofásicos também é suficiente para a eletrificação de casas particulares, garagens ou casas de veraneio. Nessas condições, é utilizada uma rede elétrica monofásica com tensão de 220 V, o que impõe alguns requisitos no processo de conexão do motor. Um circuito especial é usado aqui, envolvendo o uso de um dispositivo com um enrolamento de partida.
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Esquema de conexão de um motor monofásico através de um capacitor
Motores elétricos monofásicos de 220V são conectados à rede usando um capacitor. Isso se deve a alguns recursos de design da unidade.Assim, no estator do motor, um enrolamento de corrente alternada cria um campo magnético, cujos impulsos são compensados apenas se a polaridade for invertida a uma frequência de 50 Hz. Apesar dos sons característicos que um motor monofásico emite, a rotação do rotor não ocorre. O torque é gerado através do uso de enrolamentos de partida adicionais.
Para entender como conectar um motor elétrico monofásico através de um capacitor, basta considerar 3 circuitos de trabalho usando um capacitor:
- lançador;
- trabalhando;
- executando e iniciando (combinado).
Cada um dos esquemas de conexão listados é adequado para uso na operação de motores elétricos monofásicos assíncronos de 220v. No entanto, cada opção tem seus pontos fortes e fracos, por isso merecem um olhar mais atento.
A ideia de usar um capacitor de partida é incluí-lo no circuito apenas no momento da partida do motor. Para isso, o circuito prevê a presença de um botão especial projetado para abrir os contatos após o rotor atingir um determinado nível de velocidade. Sua rotação posterior ocorre sob a influência da força inercial.
A manutenção dos movimentos rotacionais por um longo período de tempo é fornecida pelo campo magnético do enrolamento principal de um motor monofásico com capacitor. Neste caso, as funções do interruptor podem ser executadas por um relé especialmente fornecido.
O esquema de ligação de um motor elétrico monofásico através de um condensador pressupõe a presença de um botão de mola de pressão que interrompe os contactos no momento da abertura.Esta abordagem permite reduzir o número de fios utilizados (é permitido o uso de um enrolamento de partida mais fino). Para evitar a ocorrência de curtos-circuitos entre as espiras, recomenda-se a utilização de um relé térmico.
Quando temperaturas criticamente altas são atingidas, este elemento desativa o enrolamento adicional. Uma função semelhante pode ser executada por um interruptor centrífugo instalado para abrir os contatos nos casos em que os valores permitidos da velocidade de rotação são excedidos.
Para controlar automaticamente a velocidade de rotação e proteger o motor de sobrecargas, são desenvolvidos esquemas apropriados e vários componentes corretivos são introduzidos no projeto das unidades. A instalação da chave centrífuga pode ser feita diretamente no eixo do rotor ou nos elementos a ele associados (conexão direta ou de engrenagens).
A força centrífuga que atua sobre a carga contribui para a tensão da mola conectada à placa de contato. Se a velocidade de rotação atingir o valor definido, os contatos fecham, a alimentação de corrente para o motor é interrompida. É possível transmitir um sinal para outro mecanismo de controle.
Existem variantes de esquemas em que a presença de um interruptor centrífugo e um relé térmico é fornecida em um elemento estrutural. Esta solução permite desligar o motor por meio de um componente térmico (no caso de atingir temperaturas críticas) ou sob a influência do elemento deslizante do interruptor centrífugo.
No caso de conectar o motor através de um capacitor, muitas vezes há uma distorção das linhas do campo magnético no enrolamento adicional. Isso acarreta um aumento nas perdas de energia, uma diminuição geral no desempenho da unidade.No entanto, o bom desempenho inicial é mantido.
O uso de um capacitor de trabalho no circuito para conectar um motor monofásico com um enrolamento de partida sugere várias características distintas. Assim, após a partida, o capacitor não desliga, a rotação do rotor é realizada devido à ação do impulso do enrolamento secundário. Isso aumenta significativamente a potência do motor, e uma seleção competente da capacitância do capacitor permite otimizar a forma do campo eletromagnético. No entanto, o arranque do motor torna-se mais demorado.
A seleção de um capacitor de potência adequada é realizada levando em consideração as cargas de corrente, o que permite otimizar o campo eletromagnético. Em caso de alteração dos valores nominais, haverá flutuação em todos os outros parâmetros. A estabilização da forma das linhas dos campos magnéticos permite a utilização de vários condensadores com características de capacitância diferentes. Essa abordagem permite otimizar o desempenho do sistema, mas envolve algumas dificuldades nos processos de instalação e operação.
O circuito combinado para conectar um motor monofásico com um enrolamento de partida é projetado para usar dois capacitores - trabalho e partida. Esta é a solução ideal para desempenho médio.
Cálculo do capacitor do motor
Existe uma fórmula complexa que calcula a capacitância exata necessária de um capacitor. No entanto, muitos anos de experiência dos profissionais mostram que basta seguir as seguintes recomendações:
- para 1 kW de potência do motor, é necessário 0,8 μF de um capacitor de trabalho;
- o enrolamento de partida requer que este valor seja 2 ou 3 vezes maior.
A tensão de operação para eles deve ser 1,5 vezes maior do que na rede (no nosso caso, 220 V). Para simplificar o processo de partida, é melhor instalar um capacitor marcado como "Iniciando" ou "Iniciar" no circuito de partida. Embora o uso de capacitores padrão seja permitido.
Inversão de direção do motor
É possível que, após a conexão, os motores elétricos monofásicos girem no sentido oposto ao desejado. É fácil de consertar. Durante a montagem do circuito, um fio foi trazido como comum, outro condutor foi alimentado ao botão. Para alterar o sentido magnético de rotação do motor elétrico, esses 2 fios devem ser invertidos.
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