Vamos estudar a respeito dos motores monofásicos, dando ênfase e foco nos motores monofásicos com 04 terminais (quatro fios). Vamos descobrir o que são os motores monofásicos, quais são as características dos motores monofásicos, a diferença básica entre motores monofásicos e motores trifásicos, as vantagens e as desvantagens dos motores monofásicos e por fim como realizar a alimentação e ligação dos motores monofásicos.

O que é um motor monofásico?

Os motores monofásicos recebem este nome, pois trabalham em tensão entre 220V e 127V eles recebem a energia elétrica de uma rede monofásica e seus enrolamentos de campo estão ligados diretamente a uma rede monofásica, esses motores transformam corrente elétrica em energia mecânica para realizar diversos tipos de trabalho.

Os motores monofásicos de indução são a solução para locais onde não existe disponibilidade de rede elétrica trifásica, eles possuem apenas um conjunto de bobinas e sua alimentação geralmente é feita por uma ou duas fases de corrente alternada, são aplicados em cargas que necessitam de pequena potência como, por exemplo, ventiladores, motores de geladeiras, furadeiras e muitos outros.

Exemplo de um motor monofásico com componentes internos expostos

Motor de indução monofásico com seus componentes em destaque

O funcionamento de um motor monofásico?

Os motores monofásicos não possuem a mesma facilidade para gerar um campo magnético girante como os motores trifásicos, desta forma eles necessitam de um enrolamento auxiliar para gerar uma defasagem angular, estas bobinas auxiliares são posicionadas de forma a criar uma “segunda fase fictícia” permitindo a formação de um campo girante necessário para a partida do motor. Os capacitores estão presentes nos motores monofásicos para auxiliar na criação deste campo magnético girante, pois eles conseguem adiantar a corrente em 90°, geralmente existem dois tipos de funcionamento para os capacitores os que funcionam em regime permanente e os que funcionam em regime de partida (após a partida o mesmo é desconectado).

Observe o diagrama de um motor elétrico de indução monofásico:

Exemplo de dois tipos de motores de indução monofásicos através de diagrama elétrico

Diagrama elétrico de dois tipos de motores de indução monofásicos

Tipos de motores de indução monofásicos

Motor de Fase Dividida

Estes motores de indução monofásicos possuem um enrolamento principal e um auxiliar conforme informado anteriormente. O enrolamento principal serve para partida e regime permanente de trabalho, já o enrolamento auxiliar é utilizado somente para o momento da partida do motor. Os dois enrolamentos são montados no motor defasados em 90°elétricos , no espaço do estator do motor.

O enrolamento auxiliar cria um deslocamento da fase, essa defasagem produz o torque necessário para a rotação inicial rompendo o conjugado de partida do motor e a sua aceleração até se aproximar da velocidade síncrona. Quando o motor chega próximo a sua velocidade síncrona de rotação, o enrolamento auxiliar é desligado da rede através de uma chave tipo interruptor, esta chave geralmente é atuada por uma força centrífuga ( chave centrífuga). Estes motores apresentam um conjugado de partida igual ou um pouco superior que o nominal, o que limita a sua aplicação em potências fracionárias e em cargas que exigem baixo conjugado de partida, como ventiladores e exaustores, pequenos polidores, esmeris, compressores herméticos, pequenas bombas centrífugas, lavadoras de pratos etc. É um motor indicado para aplicações específicas.

Motor com Capacitor de Partida

Este motor de indução monofásico é o tipo de motor mais utilizado e conhecido, ele se assemelha ao de fase dividida, porém para melhorar o conjugado de partida, é instalado um capacitor eletrolítico, ligado em série com o enrolamento auxiliar de partida. Quando o motor chega próximo a sua velocidade síncrona ocorre a abertura do circuito auxiliar, neste ponto o seu funcionamento é igual ao do motor de fase dividida.

Este motor monofásico tem um elevado conjugado de partida (entre 200% e 350% do conjugado nominal), o motor de capacitor de partida pode ser utilizado em: compressores, bombas para piscinas, equipamentos rurais, condicionadores de ar industriais, ferramentas em geral ele é utilizado em equipamentos que necessite de elevados conjugados de partida.

Motor com Capacitor Permanente

Neste tipo de motor de indução monofásico, o enrolamento auxiliar e o capacitor estão alimentados no circuito em todo o funcionamento e não somente na partida. O efeito deste capacitor é o de criar condições de fluxo muito semelhantes às encontradas nos motores trifásicos, aumentando, com isso, o conjugado máximo, o rendimento e o fator de potência.
Este tipo de motor possui um conjugado de partida muito baixo cerca de 50% do conjugado de um motor monofásico de fase dividida, sendo assim é necessário que sua aplicação seja muito bem estudada, é recomendado para aplicações que exigem partidas leves, como: ventiladores, exaustores, sopradores e máquinas de escritório.

Por não conterem partes moveis e não terem contatos moveis é um motor que não exige muita manutenção. Devido a sua robustez, simplicidade, versatilidade de uso (permite reversão instantânea), além de seu desempenho ser mais eficiente que a dos demais, é um tipo de motor que tem cada vez mais demanda.

Motor com Dois Capacitores (partida + permanente)

O motor de indução monofásico mais completo, que utiliza as vantagens dos modelos anteriores ele apresenta partida como o do motor de capacitor de partida (altos conjugados) podendo romper altos conjugados de carga e funcionamento em regime idêntico ao dos motores de capacitor permanente apresentando melhor performance e rendimento. Devido ao alto custo de produção geralmente são encontrados em potencias acima de um cavalo, onde é exigido um motor com boa performance sob carga e na partida. Este tipo de motor é comum em aplicações no meio rural, onde são necessárias potências consideravelmente maiores em instalações monofásicas.

Diferença entre o motor monofásico e trifásico

A principal diferença entre motores monofásicos para os motores trifásicos é que os motores trifásicos por serem alimentados por uma rede em três fases defasadas em 120°, podem induzir um campo magnético girante no rotor, sem o auxilio de bobinas auxiliares.

Os motores monofásicos são maiores, comparados a um motor trifásico de mesma potência, isso ocorre devido ao motor trifásico ser alimentado por três fases, sendo assim, é como se o motor tivesse três potências monofásicas de mesma intensidade no seu circuito, ou seja, sua potência é  três vezes mais do que em um circuito monofásico.

Ligação de motores monofásicos de indução.

Quando existe quatro terminais ou quatro pontas dos enrolamentos ou a 3 ( neste caso uma delas é a comum ), podemos medir a resistência Ôhmica dos dois enrolamentos através de um multímetro, o enrolamento auxiliar ( enrolamento de partida ) terá quase sempre cerca do dobro da resistência do enrolamento de trabalho, a chave centrifuga e desligada após a partida, quando o motor atingir aproximadamente sua velocidade de rotação.

Quando encontramos dois enrolamentos com aproximadamente mesma resistência, sabemos então que é um motor que trabalha com capacitor permanente, o fechamento é do mesmo modo mais não existe a chave centrifuga de partida no circuito.

Temos um video passo a passo de como identificar os cabos de um motor três pontas monofásico, observe como realizamos a identificação das saídas do motor de indução monofásico:

Podemos realizar o fechamento do motor de quatro terminais de dois modos, em paralelo quando fechamos os terminais 1 e 3 e alimentamos com uma fase e fechamos os terminais 2 e 4 alimentado com o neutro. Neste fechamento o motor poderá ser alimentado por uma tensão menor no caso 127V:

Exemplo de como realizar a ligação em paralelo de um motor monofásico

Ligação de motor monofásico quatro pontas em paralelo 127V

No segundo modo fechamos os terminais 3-2, isolando os mesmos(neste modo fechamos as duas bobinas em série), e alimentamos o terminal 1 com uma fase e o terminal 4 com outra fase. Desta forma temos o fechamento do motor na tensão maior o mesmo suportará a tensão de 220V.

Exemplo de como realizara ligação de um motor monofásico para tensão maior

Ligação em série de um motor monofásico para tensão 220V

Os motores monofásicos são largamente utilizados em regiões rurais e aplicações residenciais no nosso dia dia, é muito importante dominar os conceitos destes equipamentos, pois seu princípio de funcionamento da suporte ao entendimento de outras máquinas elétricas mais complexas não deixe de aprofundar mais nos assuntos aqui abordados.

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