motores monofásicos CA aluno ver2[257]

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MOTORES MONOFÁSICOS 
 
Por terem somente uma fase de alimentação, não formam um campo girante. Isto impede que tenham 
conjugado de partida, tendo em conta que no rotor se induzem campos magnéticos alinhados com o 
campo do estator. Para solucionar o problema da partida nos motores monofásicos, utilizam-se 
enrolamentos auxiliares de partida, que são dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda 
fase fictícia, permitindo a formação do campo girante necessário para a partida. Por isso, os motores 
monofásicos são sempre maiores e mais caros que os trifásicos e requerem mais manutenção. 
 
Os motores monofásicos são classificados da seguinte forma: 
 
1. MOTOR COMUTADOR 
 
1.1 Motor ca em série. 
 
Quando um motor comum cc em serie é conectado a uma fonte de alimentação ca, a corrente por ele 
consumida é baixa devido à alta impedância do campo em serie. O resultado é um baixo torque de 
rotação. Para se reduzir a reatância do campo ao mínimo, os motores ca em serie são construídos com o 
menor numero de espiras possível. A reação da armadura é superada utilizando-se enrolamentos 
compensadores nas pecas polares. 
 
 
 
 
 
 
As características de operação são semelhantes às dos motores em serie. A velocidade aumenta até um 
valor alto com a diminuição da carga. A mudança para ca não alterará a forma geral destas curvas, 
porém a velocidade cai mais depressa quando a carga aumenta. 
 
 
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1.2 Motor de repulsão. 
 
O motor de repulsão tem uma armadura e um comutador semelhantes aos do motor cc. As escovas não 
são alimentadas, mas estão curto-circuitadas. Por indução, os enrolamentos do estator produzem uma 
corrente nos enrolamentos do rotor. Essa corrente produz pólos magnéticos no rotor. A interação do 
campo do rotor com o campo do estator cria o torque do motor. O motor de repulsão tem um alto torque 
de partida e uma alta velocidade com cargas leves. Ele é usado onde se esperam cargas pesadas na 
partida. 
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2. MOTOR DE INDUÇÃO 
 
Não tem partida própria. O campo magnético criado no estator pela fonte de alimentação ca permanece 
alinhado em um sentido. Este campo magnético, embora estacionário, pulsa com a onda senoidal da 
tensão. Já� este campo pulsante induz uma tensão nos enrolamentos do rotor, mas o campo do rotor só� 
pode se alinhar com o campo do estator. Com esses dois campos em linha reta, não aparece nenhum 
torque. É necessário então fazer o rotor girar usando algum dispositivo auxiliar. Uma vez atingida a 
rotação do rotor com velocidade suficiente, a interação entre os campos do rotor e do estator manterá� a 
rotação. O rotor continuará a aumentar a velocidade, tentando engatar na velocidade de sincronismo. 
Finalmente, ele atingirá uma velocidade de equilíbrio igual à velocidade de sincronismo menos o 
escorregamento. 
 
2.1 Motor de fase dividida. 
 
Se dois enrolamentos do estator de impedâncias diferentes estiverem separados for 90 graus elétricos 
mas conectados em paralelo a uma fonte monofásica, o campo produzido parecerá girar. Este é o 
principio da divisão de fase. 
 
 
 
No motor de fase dividida, o enrolamento de partida ou auxiliar tem uma resistência maior e uma 
reatância menor do que a do enrolamento principal. Quando a mesma tensão Vt é aplicada aos dois 
enrolamentos, a corrente no enrolamento principal, Iprinc, segue atrás da corrente Iaux no enrolamento de 
partida. O ângulo entre os enrolamentos principal e de partida constitui uma diferença de fase 
suficiente para fornecer um campo magnético rotativo fraco, mas que dá para produzir o torque de 
partida. Quando o motor atinge uma velocidade predeterminada, geralmente de 70 a 80% da velocidade 
de sincronismo, uma chave centrífuga montada sobre o eixo do motor se abre, desconectando assim o 
enrolamento de partida. 
Pelo fato de ter um baixo torque de partida, esse tipo de motor é amplamente usado para cargas com 
partida relativamente fácil. Frequentemente ele é utilizado em capacidades maiores do que 1/3 hp. As 
aplicações mais comuns incluem as máquinas de lavar e ferramentas de marcenaria. 
 
 
 
EXEMPLO: Considere os seguintes valores: Raux = 6,5 �, Rprin = 2,9 �, ZLaux = 8 �, ZLprin = 10 
� para um motor de fase dividida alimentado com 120V (considere a tensão de linha a 0º), faça um 
diagrama fasorial mostrando Iprinc, Iaux e Vt . 
 
 
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2.1.1 Motor com capacitor de partida. 
 
 
 
Colocando-se um capacitor em serie com o enrolamento de partida de um motor de fase dividida, 
melhoram-se as características da partida. Pode-se fazer a corrente do enrolamento de partida adiantada 
em relação à tensão. 
 
 
Também se pode fazer o ângulo com aproximadamente 90º, resultando em um torque de partida maior. 
 
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2.1.2 Motor com capacitor. 
 
Opera com um enrolamento auxiliar e um capacitor em serie permanentemente conectado à linha. A 
capacitância em série pode ter um valor para a partida e outro para a operação normal. À medida que o 
motor gira, aproximando-se da velocidade de sincronismo, a chave centrífuga desconecta uma seção do 
capacitor. 
 
 
 
2.2 Motor de indução com partida por repulsão. 
 
Como em um motor cc, o rotor do motor de indução com partida por repulsão possui enrolamentos 
conectados a um comutador. As escovas de partida fazem contato com o comutador, de forma que o 
motor parte como um motor de repulsão. À medida que o motor se aproxima da velocidade máxima, um 
dispositivo centrífugo curto-circuita todos os seguimentos do comutador, de forma que ele opere como 
um motor de indução. Esse tipo de motor é constituído em capacidades que variam de ½ a 15 hp e é 
usado em aplicações que exigem um alto torque de partida. 
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2.3 Motor de pólo sombreado ou pólo fendido. 
 
Produz-se um pólo sombreado através de uma bobina de curto-circuito enrolada em torno de uma parte 
de cada pólo do motor. O efeito dessa bobina é o de produzir um pequeno movimento de varredura do 
fluxo do campo de um lado ao outro da peça polar à medida que o campo pulsa, produzindo um 
conjugado que fará o motor girar no sentido da bobina. 
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À medida que o campo aumenta na peça polar, é induzida uma corrente na bobina de sombreamento. 
Essa corrente produz um campo magnético que se opõe ao campo principal. Portanto, o campo principal 
se concentra no lado oposto das peças polares (b). No ponto c não há tensão induzida na bobina pois não 
há variação no fluxo (e). À medida que o campo começa a diminuir, o campo da bobina de 
sombreamento se somará ao campo principal. Essa concentração de fluxo desloca-se então para a outra 
banda da peça polar (d). O resultado é que o fluxo ora diminui, ora se concentra no segmento de pólo 
sombreado, estando sempre atrasado no tempo em relação ao fluxo na parte principal. Desta maneira 
tem-se um campo magnético girante. 
 
 
3. MOTOR SÍNCRONO 
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Existem vários tipos de motores que trabalham em relógios elétricos, em pratos de toca-discos e em 
outros dispositivos que exigem precisão na rotação. Um tipo é denominado de motor síncrono de 
Warren. Sua partida ocorre pelo uso de bobinas de sombreamento na peça polar. O motor atinge a 
velocidade de sincronismo a partir dos efeitos das correntes parasitas que fluem no ferro do rotor e 
também a partir da histerese. Sua maior aplicação é em relógios e outros dispositivos de tempo. 
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EXERCÍCIOS: 
1) Relacione o tipo de excitação de campo (cc ou ca) e se o campo costuma ser o estator ou o rotor para 
cada um dos seguintes motores: alternador, motor de indução polifásico, motor síncrono. 
 
 
2) Por que se usa uma chave centrífuga em um motor de fase dividida? 
 
 
 
 
 
3) Como o motor de pólo sombreado cria um campo magnético de rotação? �
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