Motor de Indução em Fase Dividida

O Motor de Fase Dividida, também conhecido como Motor de Partida por Resistência, possui um rotor de gaiola única. Seu estator é equipado com duas bobinas distintas: a bobina principal e a bobina de partida. Essas duas bobinas estão espacialmente deslocadas em 90 graus, uma configuração que desempenha um papel crucial no funcionamento do motor.

A bobina principal é caracterizada por sua baixa resistência e alta reatância indutiva, enquanto a bobina de partida exibe características opostas, com alta resistência e baixa reatância indutiva. Essa disparidade nas propriedades elétricas entre as duas bobinas é fundamental para gerar o torque necessário para iniciar o motor. O diagrama de conexão deste motor é apresentado abaixo, ilustrando como esses componentes interagem dentro do circuito elétrico:

Um resistor está conectado em série com a bobina auxiliar (de partida). Devido a essa configuração, as correntes que fluem pelas duas bobinas são diferentes. Consequentemente, o campo magnético rotativo resultante é não uniforme, levando a um torque de partida relativamente pequeno. Geralmente, esse torque de partida está na faixa de 1,5 a 2 vezes o torque de operação especificado. No momento da partida, tanto a bobina principal quanto a bobina de partida estão conectadas em paralelo à fonte de alimentação.

Uma vez que o motor acelera para aproximadamente 70-80% da velocidade síncrona, a bobina de partida é automaticamente desconectada da fonte de alimentação. Para motores com potência de cerca de 100 Watts ou mais, é comum usar um interruptor centrífugo para realizar esta desconexão. Em contraste, para motores de menor potência, um relé serve para desconectar a bobina de partida.

Um relé está conectado em série com a bobina principal. Durante a fase de partida, uma quantidade significativa de corrente flui pelo circuito, o que faz com que os contatos do relé fechem. Esta ação coloca a bobina de partida no circuito. À medida que o motor se aproxima de sua velocidade de operação predeterminada, a corrente que flui pelo relé começa a diminuir. Eventualmente, o relé abre, cortando a conexão da bobina auxiliar com a fonte de alimentação. Nesse ponto, o motor continua a operar apenas com a bobina principal.

O diagrama fasorial do Motor de Indução de Fase Dividida, que esclarece as relações elétricas e as diferenças de fase dentro do motor, é mostrado abaixo:

A corrente na bobina principal, denotada como IM, fica atrasada em relação à tensão de alimentação V por quase 90 graus. Em contraste, a corrente na bobina auxiliar, IA, está aproximadamente em fase com a tensão de linha. Essa disparidade na relação de fase entre as duas bobinas resulta em uma diferença de tempo entre suas correntes. Embora a diferença de fase ϕ não seja de 90 graus completos, geralmente em torno de 30 graus, é suficiente para gerar um campo magnético rotativo. Este campo magnético rotativo é crucial para iniciar a rotação do motor e permitir que ele funcione.

A Característica Torque-Velocidade do motor de Fase Dividida, que ilustra como a saída de torque do motor varia com sua velocidade de rotação, é apresentada abaixo. Esta curva característica fornece insights valiosos sobre o desempenho do motor em diferentes condições de operação e é essencial para entender seu comportamento e otimizar seu uso em várias aplicações.

Na característica torque-velocidade do motor de Fase Dividida, n0 marca a velocidade de rotação na qual o interruptor centrífugo ativa. O torque de partida do motor de partida por resistência geralmente mede cerca de 1,5 vezes o torque de carga total. Aproximadamente 75% da velocidade síncrona, o motor pode atingir um torque máximo de cerca de 2,5 vezes o torque de carga total. No entanto, é importante notar que, durante a partida, o motor consome uma corrente substancial, equivalente a cerca de 7 a 8 vezes o valor de carga total.

Reverter a direção de um motor de partida por resistência é um processo simples. Pode ser realizado invertendo a conexão de linha de qualquer uma das bobinas, seja a principal ou a de partida. É crucial enfatizar que esta inversão só pode ser realizada quando o motor está parado; tentar inverter enquanto está em movimento pode levar a danos mecânicos e elétricos.

Aplicações do Motor de Indução de Fase Dividida

Os Motores de Indução de Fase Dividida são conhecidos por sua acessibilidade. Eles são adequados para aplicações envolvendo cargas fáceis de iniciar, especialmente quando a frequência de operações de partida é relativamente baixa. Devido ao seu torque de partida limitado, esses motores não são ideais para acionamentos que requerem mais de 1 kW de potência. No entanto, eles são amplamente utilizados em uma ampla gama de eletrodomésticos e equipamentos industriais comuns:

• Eletrodomésticos: Eles alimentam componentes como máquinas de lavar e ventiladores de ar condicionado, facilitando o funcionamento suave desses dispositivos essenciais.

• Equipamentos de Cozinha e Limpeza: Na cozinha, eles impulsionam liquidificadores, enquanto em aplicações de limpeza, são usados em polidoras de piso, tornando as tarefas diárias mais convenientes.

• Manuseio de Fluidos e Ventilação: Ventiladores e bombas centrífugas, que são vitais para ventilação e transporte de fluidos em diversos sistemas, frequentemente dependem de Motores de Indução de Fase Dividida para sua operação.

• Ferramentas de Usinagem: Esses motores também desempenham um papel em máquinas de furar e torno, contribuindo para a precisão e eficiência dos processos de usinagem.

Em resumo, o Motor de Indução de Fase Dividida, com suas características distintas e aplicações práticas, permanece um componente valioso no mundo da engenharia elétrica.