O motor monofásico funciona com base na corrente alternada através de uma ligação monofásica. A voltagem nesta rede deve ser o padrão 220 V e a frequência deve ser de 50 Hertz. Estes motores são utilizados principalmente em aparelhos domésticos, bombas, pequenos ventiladores, etc.
A potência dos motores monofásicos é também suficiente para electrificar casas particulares, garagens ou cabanas de férias. Estas condições baseiam-se numa alimentação eléctrica monofásica de 220 V, que impõe certos requisitos ao procedimento de ligação do motor. Aqui é utilizado um circuito especial que incorpora um enrolamento de arranque.
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Diagrama de ligação para motores monofásicos com condensador
Os motores monofásicos de 220V são ligados à rede utilizando um condensador. Isto deve-se à natureza da unidade. Por exemplo, um enrolamento de corrente alternada no estator do motor produz um campo magnético cujos impulsos só são compensados se a polaridade for invertida a 50 Hz. Apesar do ruído característico emitido pelo motor monofásico, o rotor não roda. O torque é criado através da utilização de enrolamentos de arranque adicionais.
Para compreender como ligar um motor monofásico utilizando um condensador, é suficiente considerar 3 esquemas de trabalho utilizando um condensador:
- condensador de arranque;
- a correr;
- condensador de funcionamento e de arranque (combinado).
Cada um dos diagramas de ligação listados é adequado para utilização com motores eléctricos assíncronos monofásicos de 220v. No entanto, cada opção tem os seus próprios pontos fortes e fracos, pelo que vale a pena analisá-las mais de perto.
A ideia por trás do condensador de arranque é ligá-lo ao circuito apenas quando o motor arranca. O circuito fornece um botão de pressão concebido para abrir os contactos quando o rotor atinge um nível de velocidade pré-determinado. A sua maior rotação deve-se à força de inércia.
A manutenção do movimento rotativo durante um longo período de tempo é assegurada pelo campo magnético do enrolamento principal do motor monofásico com condensador. Um relé especialmente fornecido para este fim pode funcionar como um interruptor.
O circuito condensador/motor monofásico consiste num botão de pressão que abre os contactos quando são abertos. Esta abordagem torna possível reduzir o número de fios utilizados (pode ser utilizado um enrolamento de arranque mais fino). A utilização de um relé térmico é recomendada para evitar curto-circuitos entre bobinas.
Quando são atingidas temperaturas críticas elevadas, este elemento desactiva o enrolamento adicional. A mesma função pode ser executada por um interruptor centrífugo que é instalado para abrir os contactos quando os valores de velocidade admissíveis são excedidos.
Os circuitos adequados são desenvolvidos para controlo automático de velocidade e protecção de sobrecarga do motor, e vários componentes de correcção são incorporados na concepção das unidades. O interruptor centrífugo pode ser montado directamente no eixo do rotor ou em componentes ligados a ele (por acoplamento directo ou acoplamento de engrenagem).
A força centrífuga que actua sobre a carga actua para tensionar a mola ligada à placa de contacto. Se a velocidade atingir um valor definido, os contactos fecham e o motor deixa de ser fornecido com corrente. Um sinal pode ser transmitido a outro mecanismo de controlo.
Existem variantes de circuito em que um interruptor centrífugo e um relé térmico estão incluídos num único componente. Esta solução permite que o motor seja desactivado pela componente térmica (se forem atingidas temperaturas críticas) ou pelo elemento de extensão do interruptor centrífugo.
Se o motor for ligado através de um condensador, as linhas do campo magnético no enrolamento auxiliar são muitas vezes distorcidas. Isto resulta em maiores perdas de energia e numa redução geral do desempenho da unidade. No entanto, o bom desempenho inicial é mantido.
A utilização de um condensador de funcionamento no circuito de ligação de um motor monofásico com um enrolamento de arranque envolve uma série de características distintivas. Por exemplo, o condensador não é desligado após o arranque e o rotor é rodado pela acção de impulso do enrolamento secundário. Isto aumenta consideravelmente a potência do motor e, ao seleccionar a capacidade do condensador, a forma do campo electromagnético pode ser optimizada. No entanto, o arranque do motor torna-se mais longo.
A selecção de um condensador de capacidade adequada baseia-se na carga de corrente, o que permite optimizar o campo electromagnético. Se os valores nominais forem alterados, todos os outros parâmetros irão flutuar. A utilização de vários condensadores com diferentes características capacitivas permite estabilizar a forma das linhas do campo magnético. Isto optimiza o desempenho do sistema, mas introduz algumas complicações durante a instalação e funcionamento.
Uma ligação combinada de motor monofásico com enrolamento de arranque é concebida para a utilização de dois condensadores, um condensador de funcionamento e um condensador de arranque. Esta é a solução óptima para alcançar um desempenho médio.
Cálculo da capacitância de um condensador motor
Existe uma fórmula complexa para calcular a capacidade exacta do condensador requerido. No entanto, muitos anos de experiência profissional mostram que as seguintes recomendações são suficientes:
- 1 kW de potência do motor requer 0,8 μF de condensador de funcionamento;
- O enrolamento inicial exige que este valor seja 2 ou 3 vezes superior.
A tensão de funcionamento para eles deve ser 1,5 vezes superior à tensão de rede (no nosso caso 220 V). Para simplificar o processo de arranque, é melhor instalar um condensador marcado "Start" ou "Start" no circuito de arranque. Embora seja permitida a utilização de condensadores padrão.
Inversão da direcção do motor
É possível que, uma vez ligados, os motores monofásicos girem na direcção oposta à desejada. Isto não é difícil de rectificar. Quando o circuito foi montado, um fio foi trazido como um fio comum, outro fio foi alimentado ao botão. A fim de mudar a direcção magnética rotativa do motor eléctrico, estes 2 fios têm de ser trocados.
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