Nesse artigo estudaremos mais sobre motores monofásicos, com ênfase em motores com ligações de três fios. Vamos estudar o que são os motores monofásicos, como o mesmo funciona, quais os tipos de motores monofásicos, as suas aplicações, as vantagens e desvantagens dos motores monofásicos, qual a diferença de motor monofásico e trifásico e concluir com a exemplificação de como instalar um motor monofásico com três fios.

Dicas de como ligar um motor monofásico a três fios

Os motores elétricos são responsáveis pelo maior consumo de energia elétrica em um cenário energético, com isso, nota-se a grande importância de estudos voltados a essa área em especifico, visando otimizar a utilização dessa máquina e ser mais eficiente, para isso devemos analisar desde os seus princípios de funcionamento à instalação do motor.

Os motores trifásicos são os mais utilizados no setor industrial, porém, em residências é comum depararmos com motores monofásicos, aplicados em diversos equipamentos eletroeletrônicos / eletrodomésticos, como por exemplo geladeiras, freezer, máquinas de lavar roupa, sensoriamento de portão eletrônico, dentre outras aplicações. Portanto, verifica-se a grande importância do estudo de tais máquinas. A instalação de motores monofásicos depende de diversas variáveis, por exemplo, de quantos terminais possui, se são três/quatro pontas, ligação interna, onde discorreremos ao longo do texto.

O que é um motor monofásico?

Os motores monofásicos de indução operam com tensão entre 220V e 127V, alimentados por uma rede monofásica de energia elétrica. Seus enrolamentos de campo estão diretamente conectados a rede monofásica, esse tipo de motor transforma a energia elétrica consumida rede em energia mecânica.

Os motores monofásicos possuem apenas um conjunto de bobinas e são alimentados por uma corrente alternada monofásica.Os motores elétricos são geralmente empregados em locais onde não tem a disponibilidade de uma rede trifásica, ou em cargas nas quais não necessitam de muita potência como por exemplo, ventiladores, furadeiras, impressoras, motores de geladeiras e entre outras aplicações.

Componentes de um motor monofásico, desde a carcaça ao rotor.

Motor de indução monofásico e seus componentes

Como funcionam os motores elétricos monofásicos?

Os motores monofásicos apresentam maior dificuldade para serem acionados que os motores trifásicos, pois, os motores monofásicos necessitam apenas de uma fase, apesar de haver uma variação do fluxo magnético entre os enrolamentos de campo e armadura do estator e do rotor da máquina, o fluxo não possui defasagem, já que o mesmo está alinhado com o campo magnético do estator e não gera o campo magnético girante, consequentemente não tem conjugado de partida. Para o motor monofásico gerar energia mecânica, deve haver uma defasagem angular, pois faz surgir o campo magnético girante e esse processo é realizado por alguns métodos, como enrolamentos de fase dividida, motores com capacitor de partida e permanente.

Tipos de motores monofásicos

Motor de Fase Dividida

Este tipo de motor possui um enrolamento principal e um auxiliar, ambos com defasagem de 90 graus, o principal serve para partida e regime permanente de trabalho, o enrolamento auxiliar tem utilidade somente na hora de dar a partida, com isso, quando o motor atinge uma determinada rotação o enrolamento auxiliar é desconectado da rede. Como o auxiliar é utilizado somente para dar partida a maquina, caso ocorra o seu não desligamento poderá provocar a queima do motor.

O enrolamento auxiliar cria uma defasagem produzindo o torque essencial para iniciar a rotação, rompendo o conjugado de partida e a sua aceleração até se aproximar da velocidade síncrona. Este tipo de motor apresenta 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. É um motor indicado para aplicações específicas, como por exemplo em ventiladores, exaustores, máquinas de escritórios, entre outras.

Motor de Capacitor de Partida

Este tipo de motor é o mais utilizado e conhecido, ele se parece com o de fase dividida, porém o que diferencia esse modelo é a introdução de um capacitor e

letrolítico, ligado em série, como um enrolamento auxiliar para a partida dos motores monofásico. Com a inclusão do capacitor o ângulo de defasagem entre as correntes dos enrolamentos aumenta, com isso, proporcionando elevados conjugados de partida.

Quando o motor atinge cerca de 75% a 80% da velocidade síncrona, o circuito auxiliar é desconectado, nesse momento o seu funcionamento é igual a um motor de fase dividida.

Este motor monofásico possui um elevado conjugado de partida (entre 200% e 350% do conjugado nominal), o motor de capacitor de partida pode ser utilizado em uma diversidade de aplicações que precisam de um elevado conjugado de partida. Esse tipo motor é fabricado em potências que vão de ¼ cv a 15 cv.

Motor com Capacitor Permanente

Neste tipo de motor, o enrolamento auxiliar e o capacitor ficam energizados durante todo o tempo de funcionamento e não exclusivamente na partida, o capacitor é do tipo eletrostático. O efeito do capacitor é o de proporcionar condições em que o fluxo fique semelhante aos dos motores trifásicos, com isso, aumentando o conjugado máximo, o fator de potência e o rendimento do motor.

Esse motor possui um conjugado de partida muito pequeno, cerca de 50% do conjugado de um motor de fase dividida, assim é crucial que haja conhecimento de onde ele será aplicado, é recomendado que este tipo de motor seja utilizado em aplicações com a partida leve. Motores monofásicos com capacitor permanente são normalmente fabricados para potências de 1/50 a 1,5 cv.

Motor com dois Capacitores (Partida + Permanente)

O motor com dois capacitores é o modelo mais vantajoso e completo dentre os que foram abordados anteriormente, ele possui uma partida como a do motor de capacitor de partida, com elevados conjugados de partida e funcionamento em regime, igual ao do motor de capacitor permanente, com isso, exibindo um melhor desempenho e rendimento do que os demais motores monofásicos.

Contudo, devido ao seu elevado custo de produção, os motores com dois capacitores são encontrados em potencias acima de 1 cv. É muito comum a aplicação desse tipo de motor no meio rural, onde são necessárias potências maiores em instalações monofásicas.

Diferença entre motor monofásico e trifásico

A principal diferença que se pode observar entre um motor monofásico e um motor trifásico, é que no motor trifásico pode induzir um campo magnético girante no rotor sem o auxilio de bobinas auxiliares, pelo fato de ser alimentado por uma rede em três fases defasadas em 120°.

Os motores monofásicos são fisicamente maiores quando comparados aos motores trifásicos de mesma potência, isso ocorre devido os motores trifásicos serem alimentados por três fases, com isso, a potência é três vezes maior do que em um circuito monofásico.

Aplicações para um motor monofásico

Os motores monofásicos são geralmente utilizados em locais onde não há disposição de rede de alimentação trifásica, como por exemplo em residências, zonas rurais, comércios e pequenas indústrias. Por ser um motor que opera em baixas potências, ele é recomendado para equipamentos de pequeno porte como ventiladores, furadeiras elétricas, impressoras entre varias outras.

Ligação de motores monofásicos de indução com 3 fios

Quando o motor possui quatro terminais que saem dos enrolamentos da máquina ou três terminais, um dos enrolamentos é comum, sendo possível identificá-lo com auxílio de um multímetro, medindo a resistência de dois pontos de enrolamento do motor monofásico. Esses motores possuem um terminal com a resistência ôhmica aproximadamente o dobro dos demais, o mesmo é chamado de enrolamento auxiliar, utilizado para a partida do motor, quando o motor atinge a sua velocidade nominal de rotação a chave centrifuga é desligada, assim utilizando apenas os terminais de trabalho.

Os dois enrolamentos com praticamente a mesma resistência mostram que o motor atua com o capacitor permanente, com o mesmo circuito, porém sem chave centrifuga. A seguir temos um vídeo mostrando os passos de como identificar os cabos das bobinas do motor monofásico de três pontas, onde é identificado as saídas do motor de indução monofásico:

Podemos realizar o fechamento do motor de quatro terminais de dois modos diferentes, primeiro podemos fazer o fechamento deste tipo de motor em paralelo, para isso 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, neste caso 127V.

 Descrição da ligação de motor elétrico em paralelo.

Ligação de motor monofásico com quatro terminais em paralelo.

No segundo modo para realizar o fechamento do motor,  fechamos os terminais 3 e 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, que é 220V:

Ligação de motor monofásico em série 220V

Ligação de motor monofásico com quatro terminais em série 220V

Esses tipos de motores são mais utilizados em setores rurais e residenciais, onde possuem diversas aplicações com aparelhos elétricos, portanto, é essencial ter conhecimento dessa ferramenta, para lidar com situações causadas pela mesma, desde instalar à alguma eventual manutenção.

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