Por que um motor monofásico requer mais corrente no arranque do que em funcionamento

Os motores monofásicos requerem uma corrente maior durante a partida em comparação com quando estão em funcionamento, principalmente devido às seguintes razões:

1. Inércia Durante a Partida

Durante a partida, o motor deve superar sua própria inércia estática. Como o motor está parado antes da partida, é necessário um torque maior para superar a fricção estática e acelerar até a velocidade de operação. Este processo requer uma corrente mais elevada para fornecer o torque de partida necessário, em comparação com a operação normal.

2. Mudança na Densidade do Fluxo

Na partida, a densidade do fluxo dentro do motor precisa ser estabelecida a partir de zero. Isso significa que o motor requer uma corrente maior para construir rapidamente o campo magnético necessário para gerar torque suficiente de partida. À medida que o motor começa a girar, a densidade do fluxo se estabiliza e a corrente necessária diminui.

3. Diferença de Fase

Os motores monofásicos, na partida, têm apenas uma fase de energia, o que não produz naturalmente um campo magnético rotativo. Para simular um campo magnético rotativo, são comumente usados capacitores, resistores ou termistores PTC (Positive Temperature Coefficient) como auxílios de partida. Esses componentes fornecem uma diferença de fase adicional na partida, tornando a distribuição de corrente mais uniforme para gerar um campo magnético rotativo. Este processo requer uma corrente maior para ser ativado.

4. Resistência Mecânica

Além de superar a inércia do motor, o motor também pode precisar superar a resistência da carga que está acionando. Se o motor estiver conectado a uma carga mecânica com peso ou atrito, será necessário um torque maior para superar essas resistências, levando a um aumento na corrente de partida.

5. Efeito Indutivo

As bobinas do motor têm propriedades indutivas, o que significa que mudanças repentinas na corrente produzem uma força eletromotriz contrária (back EMF) que resiste ao aumento da corrente. No entanto, na partida, já que o motor ainda não está girando, a back EMF é mínima, permitindo que a corrente suba rapidamente para níveis mais altos.

6. Efeitos Térmicos

Durante a partida, o motor pode experimentar um rápido aumento de temperatura, causando um aumento na resistência das bobinas. Embora o aumento da resistência limite a corrente, no momento inicial da partida, o motor ainda não aqueceu completamente, então a corrente ainda pode atingir níveis máximos.

Aplicações Práticas

Para proteger os motores monofásicos de danos devido a correntes de partida excessivas, são frequentemente usados capacitores de partida, resistores de partida ou termistores PTC para suavizar o processo de partida. Além disso, dispositivos de proteção contra sobrecarga (como relés térmicos) são empregados para evitar que as grandes correntes de partida causem superaquecimento ou danos ao motor.

Resumo

Os motores monofásicos requerem uma corrente maior durante a partida, principalmente porque precisam superar a fricção estática, estabelecer um campo magnético, fornecer torque de partida suficiente e superar a resistência mecânica. Através de um design apropriado e medidas de proteção, é possível garantir que o motor não seja danificado durante a partida e transite suavemente para a operação normal.