O assunto que trataremos hoje é o motor monofásico. Um dos principais motivos para o uso desses motores é a necessidade de um motor de baixa potência, por exemplo até 2kW ou 3kW.
Os motores monofásicos são próprios do âmbito doméstico ou de instalações comerciais onde não existe acesso à corrente alternada trifásica. Alguns eletrodomésticos como geladeiras ou lavadoras são acionados por motores monofásicos.
Já falamos acerca do motor trifásico, um motor usualmente destinado a sistemas industriais ou comerciais e que requer uma fonte de energia elétrica trifásica.
No que consiste um motor monofásico?
A definição mais simples e concisa para definir essa máquina é a seguinte: o motor monofásico é uma máquina rotativa que converte energia elétrica em energia mecânica.
Conforme falamos aqui que os motores trifásicos não eram próprios do âmbito doméstico, devido principalmente à necessidade de uma fonte de alimentação de corrente alternada trifásica – pouco habitual em residências -, os motores monofásicos são os motores comuns na maioria de casas.
Entretanto, quanto ao seu funcionamento, componentes e simplicidade, são muito similares aos motores trifásicos. Diferem principalmente na necessidade de um bobinado auxiliar para iniciar o giro do rotor.
Além disso, o conjugado motor é usualmente mais baixo que o dos motores trifásicos, ainda que se possam conseguir potências de até 10hp e funcionar com tensões de até 440V. Isso se deve a que os motores monofásicos possuem uma única tensão alternada, em comparação à onda tripla dos trifásicos.
As fontes de potência monofásicas são comuns nas instalações dos lares brasileiros e por isso, esses motores de tamanho reduzido são os ideais para acionar os sistemas de todo tipo de eletrodomésticos ou instalações residenciais.
Quais são as partes de um motor monofásico?
Podemos diferenciar em três tipos os componentes principais de um motor monofásico. Estes seriam os seguintes:
O estator, que é a parte fixa do motor. Basicamente é composto de um núcleo de chapas de aço sobre o qual se colocam, numas ranhuras, dois enrolamentos de fio de cobre (principal ou de trabalho, e auxiliar ou de partida).
O rotor, que é a parte que gira num motor monofásico, graças ao campo magnético gerado pelo estator, como veremos em seguida. Se compõe de um eixo – que ao final será o responsável por transferir a energia mecânica, em que vai inserido um núcleo magnético constituído por lâminas de aço, que por sua vez incorpora longitudinalmente umas barras de alumínio formando uma estrutura conhecida como “gaiola de esquilo”.
Em terceiro lugar encontramos os escudos, situados nos extremos do estator, cuja função é manter na posição o eixo do rotor.
Obviamente, nos falta falar da carcaça, que não é outra coisa que o elemento que protege todas as partes de um motor monofásico de qualquer dano ou perturbação que provenha do exterior.
Como é o funcionamento de um motor monofásico?
O funcionamento de um motor monofásico é essencialmente o mesmo que o do motor trifásico. Geram energia mecânica através da energia elétrica baseando-se no princípio de atração e repulsão entre um ímã e um núcleo magnético ao que se aplica uma corrente elétrica.
Nesse caso, o estator é o que recebe a corrente alternada do exterior e onde estão situadas as bobinas, por isso que essa parte também se conheça como indutor. No rotor estão situadas as barras metálicas que funcionam como condutores da eletricidade.
No estator, por ação da corrente monofásica, é gerado um campo magnético que produz uma força eletromotriz nas barras do rotor. Essas barras estão dispostas em forma de espiras e, devido ao anteriormente comentado, giram gerando essa energia mecânica para a qual estão concebidas.
Quais são os tipos de motores monofásicos?
Nos motores monofásicos (ao contrário dos trifásicos) o estator produz um campo magnético estacionário pulsante que não é capaz por si mesmo de provocar um conjugado de partida. Para gerar esse conjugado de partida o motor precisa de um enrolamento auxiliar defasado 90° com respeito ao enrolamento principal.
Essa característica se deve a que existe a necessidade de criar um campo bifásico partindo de um monofásico. As diferentes disposições destes enrolamentos ditam a tipologia do motor monofásico.
Contando em que podem existir muitos tipos de motores monofásicos, usualmente eles se dividem em duas grandes categorias. São as seguintes: motor monofásico de fase partida, e de espira em curto-circuito ou de sombra.
Motor monofásico de fase partida
Nesse motor se distinguem dois bobinados, o principal e o auxiliar ou de partida. O bobinado auxiliar é necessário somente na partida, pelo que em alguns motores um interruptor desconecta a corrente desse bobinado (solução muito pouco empregada), enquanto que na maioria dos motores o bobinado auxiliar vai em série com um condensador que lhe confere a corrente em defasagem necessária para a partida. Após a partida o bobinado auxiliar e seu condensador seguem ativados, por isso que a esse tipo muito comum de motores se denominem também de condensador permanente.
Motor monofásico de espira em curto-circuito
No lugar do bobinado ou enrolamento auxiliar, se utiliza um anel de bronze ou cobre também conhecido como “espira de Frager”, que atrasa o fluxo magnético para proporcionar um campo alternado. Está concebido para motores de baixa potência.
Quais são as aplicações dos motores monofásicos?
Comentamos acima que sua baixa potência e demanda de uma fonte de alimentação de potência monofásica coloca esses motores em usos não industriais: como lares, escritórios ou pequenos comércios.
Existe outra tipologia não mencionada, conhecida como motores monofásicos universais. Esses podem trabalhar independentemente da corrente que recebam, seja corrente alternada ou corrente contínua. São de alta potência em comparação ao seu tamanho, porém de vida reduzida (por desgaste das escovas) pelo que se empregam em aspiradores, espremedores, batedeiras, etc.
Vimos que os motores monofásicos são, geralmente, de um tamanho reduzido e uma potência também baixa, com o qual são adequados para instalações pequenas ou eletrodomésticos. Por exemplo em sistemas de ventilação ou calefação, máquinas de costura, furadeiras, máquinas de ar condicionado ou sistemas de abertura e fechamento de portas de garage ou estacionamentos.
Já que os motores monofásicos são baratos de produzir e simples em construir, são produzidos em massa e tem como resultado um baixo custo para o cliente. Além disso, a instalação elétrica destinada a suportar esse tipo de motores tampouco exige grandes esforços ou investimentos, com o que ajudarão a economizar custos também nesse sentido.
Obviamente, reduziremos a aplicação de motores monofásicos a âmbitos bastante específicos devido aos fatores já comentados: conjugado de partida baixo, reduzido rendimento e também fator de potência limitado.
Os motores monofásicos são de baixa eficiência, isto é, consomem bastante energia em comparação com a potência que geram, e por isso que se começa a usar cada vez mais os motores EC (eletronicamente comutados), que são mais potentes, mais rápidos e mais eficientes que os monofásicos.
