Como funciona o enrolamento composto em um motor AC?

As enrolagens compostas (Compound Winding) são um tipo especial de enrolamento comumente usado em motores CA, especialmente em aplicações que exigem melhor desempenho de partida e eficiência operacional. As enrolagens compostas combinam as características da enrolagem principal (Main Winding) e da enrolagem auxiliar (Auxiliary Winding) para alcançar um melhor desempenho. Aqui está uma explicação detalhada de como as enrolagens compostas funcionam e suas características:

1. Estrutura das Enrolagens Compostas

As enrolagens compostas geralmente consistem em duas partes:

• Enrolagem Principal: Esta é a enrolagem primária do motor, responsável por fornecer a maior parte do campo magnético e torque durante a operação normal. A enrolagem principal é geralmente conectada em uma configuração estrela (Y) ou delta (Δ).

• Enrolagem Auxiliar: Esta é a enrolagem secundária, usada para melhorar o desempenho de partida e as características operacionais do motor. A enrolagem auxiliar é geralmente conectada durante a partida e desconectada assim que o motor atinge uma certa velocidade.

2. Princípio de Funcionamento

Fase de Partida

• Durante a Partida: Quando o motor inicia, tanto a enrolagem principal quanto a enrolagem auxiliar estão conectadas. A enrolagem auxiliar fornece um campo magnético adicional para ajudar o motor a superar a fricção estática e a inércia, permitindo que ele alcance a velocidade nominal mais rapidamente.

• Corrente de Partida: A presença da enrolagem auxiliar ajuda a controlar a corrente de partida, evitando correntes de surto excessivas que poderiam danificar o motor ou a rede elétrica.

Fase de Operação

• Após Alcançar a Velocidade Nominal: Uma vez que o motor atinge a velocidade operacional predeterminada, a enrolagem auxiliar é desconectada, deixando apenas a enrolagem principal em operação. Isso reduz o consumo de energia e melhora a eficiência operacional do motor.

• Superposição do Campo Magnético: Durante a fase de partida, os campos magnéticos gerados pela enrolagem principal e pela enrolagem auxiliar se superpõem, criando um campo magnético resultante mais forte, o que aumenta o torque de partida.

3. Tipos de Enrolagens Auxiliares

Existem vários tipos de enrolagens auxiliares, incluindo:

• Enrolagem de Partida com Capacitor: Durante a partida, a enrolagem auxiliar é conectada através de um capacitor, que desloca a fase da corrente, aumentando assim o torque de partida. Após a partida, a enrolagem auxiliar é desconectada via um interruptor centrífugo.

• Enrolagem de Corrida com Capacitor: A enrolagem auxiliar permanece conectada durante toda a operação, com o capacitor ajustando a fase para melhorar as características operacionais do motor.

• Enrolagem de Partida com Resistência: A enrolagem auxiliar é conectada através de um resistor, que limita a corrente de partida. Após a partida, a enrolagem auxiliar é desconectada via um interruptor centrífugo.

4. Vantagens

• Melhor Desempenho de Partida: As enrolagens compostas aumentam significativamente o torque de partida do motor, facilitando a sua partida.

• Corrente de Partida Controlada: A combinação da enrolagem auxiliar e dos capacitores controla efetivamente a corrente de partida, reduzindo o impacto na rede elétrica.

• Eficiência Operacional Melhorada: A desconexão da enrolagem auxiliar após a partida reduz o consumo de energia e melhora a eficiência operacional do motor.

• Fator de Potência Melhorado: O uso de capacitores pode melhorar o fator de potência do motor, reduzindo o consumo de potência reativa.

5. Aplicações

As enrolagens compostas são amplamente utilizadas em motores CA que requerem bom desempenho de partida e eficiência operacional, como:

• Eletrodomésticos: Geladeiras, ar condicionados, máquinas de lavar, etc.

• Equipamentos Industriais: Ventiladores, bombas, compressores, etc.

Resumo

As enrolagens compostas otimizam o desempenho dos motores CA tanto durante a fase de partida quanto durante a fase de operação, combinando as características da enrolagem principal e da enrolagem auxiliar. Durante a partida, a enrolagem auxiliar fornece um campo magnético adicional para ajudar a superar a resistência inicial; durante a operação, a enrolagem auxiliar é desconectada para reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência.