Durante o desenvolvimento de um inversor de frequência para motores monofásicos, projeto que já está terminado e deve virar um artigo, me deparei com esse problema de achar uma teoria completa sobre esse tipo de motor, onde não encontrei nada de útil em 4 livros que consultei, mas no último, uma descrição completa de todas as máquinas, em especial esta, que é tratada por dois métodos, um destes métodos, o mais simples reescrevo neste post.
Motores monofásicos são deixados de lado muitas vezes pelas suas baixas potências, na maioria das vezes inferiores à 1CV ,motores, independente da configuração dos seus enrolamentos, chamados de fracionários.
Especificamente serão tratados os motores de indução monofásicos, estes motores são encontrados em eletrodomésticos, como por exemplo: máquina de lavar, geladeira, ar-condicionado, ventiladores, também em bombas de àgua, onde estes motores poderão até não ser fracionários.
Motores estes chegando à 12,5CV, estes motores também são vistos em moedores de cana-de-açúcar, e em equipamentos para o comércio, como por exemplo na àrea de panificação como batedeiras industriais, enfim, são muitos os exemplos.
Alguns destes exemplos são a única solução possível em regiões rurais, onde, na maioria das vezes, devido à diminuição dos custos de implementação da distribuição de energia elétrica, a energia elétrica está presente somente em sistema monofásico, ou então bifásico.
Como suas aplicações são inúmeras, existem também alguns tipos de motores de indução monofásico, vamos falar do tipo que utiliza capacitor de partida, que é o mais comum nos exemplos citados acima, exceto o de geladeira que utiliza outro sistema de partida, chamado de resistivo.
Análise do motor de indução monofásico:
O motor monofásico com capacitor de partida é constituído de: estator, rotor em gaiola, chave centrífuga e capacitor de partida.
O estator contém dois enrolamentos, um chamado de principal e outro de auxiliar, estes enrolamentos são posicionados de forma a fazer com que os vetores campos magnéticos gerados estejam em quadratura no espaço, verifique a disposição dos dois enrolamentos nas ranhuras em um motor real:
O que é muito diferente de um motor trifásico são os dois modos de operação em um motor monofásico ,um deles na partida e o outro após a partida.
Quem muda os modos de operação do motor é um elemento chamado de chave centrífuga, esta chave, na maioria das vezes é localizada na parte de trás do motor, seu princípio de operação é mecânico, onde, se a velocidade do rotor for menor que a especificada, a chave está ligada, caso contrário, após a partida, a chave opera desligada.
-Processo de partida:
Com o rotor em repouso, ou então em velocidades até da ordem de 15% da nominal, a chave centrífuga está ligada, isto é, circula corrente pelo enrolamento auxiliar, além da corrente no enrolamento principal.
Neste sistema, a capacitância, é calculada para que o fasor da corrente no enrolamento principal esteja a aproximadamente, 90° adiantada em relação ao enrolamento principal.
Quando a corrente no enrolamento principal têm seu valor máximo no tempo, a corrente no enrolamento auxiliar será nula, fazendo com que a FMM (Força Magneto-Motriz) esteja centrada no enrolamento auxiliar. Para a corrente no enrolamento principal máxima, a FMM está centrada no enrolamento principal, considerando um motor de 2 pólos, a FMM caminha 90 graus elétricos no espaco para 90 graus no tempo, com a direção do movimento dependente da sequência de fase das correntes.
Com isto há um campo girante no rotor, e, assim como no motor de indução trifásico, um torque acelerante no eixo em quadratura com o rotor, e, consequentemente, a velocidade do rotor aumenta, fazendo com que a chave centrífuga seja desligada.
Este tipo de desenvolvimento é diretamente trazido da teoria dos campos girantes em componentes dq, para as análises em regime permanente, e para quem não vai fabricar o motor, o próximo tópico é mais importante. Como a teoria dos campos girantes já é bem conhecida pelos leitores que trabalharam com motores trifásicos de indução, fica a idéia para que se consulte esses materiais novamente caso não se lembrem do assunto.
Ou seja, após a partida, um único enrolamento está ligado, mas como é possível gerar torque com um único enrolamento?
Isto é assunto para o próximo post, onde este tipo de máquina realmente se difere da trifásica e as coisas começam a ficar mais interessantes na minha opinião.
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