O que é um motor AC de ímã sombreado?

O motor de corrente alternada com pólo sombreado é um motor de corrente alternada monofásico. Possui características como estrutura simples e baixo custo, sendo amplamente utilizado em alguns pequenos eletrodomésticos.

Princípio estrutural

Estrutura do estator

O núcleo do estator geralmente é do tipo saliente e possui múltiplos polos magnéticos. Em uma parte de cada polo magnético, haverá um anel de curto-circuito. Este anel de curto-circuito é como "cobrir" uma parte do polo magnético, por isso é chamado de polo sombreado.

Por exemplo, em um motor de pólo sombreado de dois polos, existem dois polos salientes, e uma parte de cada polo saliente é envolvida por um anel de curto-circuito. O anel de curto-circuito geralmente é feito de cobre e coopera com a parte principal do campo magnético do polo.

Princípio de funcionamento

Quando uma fonte de alimentação de corrente alternada é conectada ao enrolamento do estator, gera-se um campo magnético alternante nos polos. Devido à presença do anel de curto-circuito, o fluxo magnético que passa pelo anel de curto-circuito atrasa-se em relação ao fluxo magnético principal no tempo.

Isso ocorre porque, de acordo com a lei de Faraday da indução eletromagnética, o fluxo magnético principal alternante induzirá uma força eletromotriz no anel de curto-circuito, gerando então uma corrente induzida. Esta corrente induzida gerará, por sua vez, um campo magnético. De acordo com a lei de Lenz, este campo magnético impedirá a mudança do fluxo magnético principal, fazendo com que o fluxo magnético que passa pelo anel de curto-circuito atrasado.

Por exemplo, quando o fluxo magnético principal atinge seu valor máximo, o fluxo magnético no anel de curto-circuito ainda está em processo de elevação. Essa diferença de fase do fluxo magnético produzirá um efeito semelhante a um campo magnético rotativo na superfície do polo, de modo que o rotor do motor seja submetido a um torque e gire.

Características de desempenho

Características de partida

O motor de pólo sombreado tem a capacidade de iniciar por si só. Devido ao atraso do campo magnético gerado pelo anel de curto-circuito, o motor pode começar a girar automaticamente após a ligação da energia.

No entanto, seu torque de partida é relativamente pequeno. Isso ocorre porque a distribuição do campo magnético e o método de geração do campo magnético rotativo do motor de pólo sombreado determinam que seu torque de partida é limitado, sendo geralmente adequado para situações com cargas de partida pequenas.

Por exemplo, em um pequeno ventilador, a resistência de partida das pás do ventilador é pequena, e o motor de pólo sombreado pode facilmente iniciar e impulsionar o ventilador a girar.

Características de operação

Durante a operação, a velocidade do motor é basicamente estável. Sua velocidade mudará de acordo com a frequência da fonte de alimentação e o número de pares de polos magnéticos. Geralmente, a velocidade é relativamente baixa.

Por exemplo, com uma fonte de alimentação de 50Hz, a velocidade síncrona de um motor de pólo sombreado de dois polos é de 3000 rotações por minuto, mas a velocidade de operação real será ligeiramente inferior à velocidade síncrona, com pouca variação, podendo fornecer uma saída de potência relativamente estável.

Eficiência e fator de potência

A eficiência do motor de pólo sombreado é baixa. Isso ocorre porque seu método de geração de campo magnético e características estruturais levam a uma certa perda de energia no processo de conversão de energia, incluindo perdas de cobre, perdas de ferro, etc.

Ao mesmo tempo, o fator de potência também é relativamente baixo. Como é um motor monofásico, e o método de geração e distribuição do campo magnético é relativamente complexo, a razão entre a potência ativa e a potência aparente durante a operação do motor é pequena.

Cenários de aplicação

Devido à sua estrutura simples, baixo custo e capacidade de iniciar por si só, os motores de pólo sombreado são principalmente utilizados em ocasiões onde os requisitos de desempenho do motor não são altos e a carga é pequena.

Os mais comuns são pequenos ventiladores elétricos, secadores de cabelo, modelos elétricos, etc. Nesses dispositivos, o motor de pólo sombreado pode atender aos requisitos básicos de potência, e seu baixo custo também atende às exigências econômicas do produto.