Como ligar um motor elétrico trifásico em uma rede monofásica sem rebobinar

Um motor assíncrono trifásico pode ser operado a partir de uma rede monofásica como monofásico com um elemento de partida ou como um capacitor monofásico com capacidade de operação constante. É preferível usar um motor como capacitor.

Nesse caso, quando o motor é colocado em operação, para formar um campo magnético rotativo (no caso geral elíptico), são utilizadas bobinas das três fases, nas quais, com o auxílio de um sistema trifásico assimétrico de correntes, uma resistência ativa R, uma indutância é criada L ou C capacidade.

Ao final da partida, na maioria dos casos, uma das fases, juntamente com a resistência auxiliar (R, L ou C), é desconectada e o motor é transferido para o modo monofásico, no qual os enrolamentos do estator criam uma tensão pulsante , não um campo magnético rotativo.

O uso de motores trifásicos para operação a partir de uma rede monofásica

As Figuras 1 e 2 mostram diferentes esquemas para partida de motores assíncronos trifásicos quando operando em uma rede monofásica.

Arroz. 1. Esquemas de conexão a uma rede monofásica de motores trifásicos com três terminais:
a — circuito com resistência de partida, b, c — circuitos com capacidade de trabalho

Se considerarmos a potência de um motor trifásico indicada em seu painel como 100%, então, com uma conexão monofásica, o motor pode desenvolver 50-70% dessa potência e, quando usado como capacitor - 70-85% ou mais. Outra vantagem do motor capacitor é que não há nenhum dispositivo de partida especial necessário em um circuito monofásico para desligar o enrolamento de partida depois que o motor é acelerado.

Arroz. 2. Esquemas para conectar motores trifásicos com seis terminais a uma rede monofásica:
a — circuito com resistência de partida, b, c — circuitos com capacidade de trabalho

O circuito de comutação nas figuras deve ser selecionado levando em consideração a tensão da rede e a tensão nominal do motor. Por exemplo, com três pontas do enrolamento do estator removidas (Fig. 1), o motor pode ser utilizado em uma rede cuja tensão seja igual à tensão nominal do motor.

Com seis extremidades de saída do enrolamento, o motor tem duas tensões nominais: 127/220 V, 220/380 V. Se a tensão da rede for igual à tensão nominal mais alta do motor, ou seja, Uc = 220 V na tensão nominal 127/220 V ou UC = 380 V na tensão nominal 220/380 V, etc., então os diagramas mostrados na fig. 1, a, b. Quando a tensão da rede for menor que a tensão nominal do motor, o circuito mostrado na fig. 1, c. Neste caso, com ligação monofásica, a potência do motor é significativamente reduzida, pelo que se recomenda a utilização de circuitos com capacidade de trabalho.

Seleção de capacitores ao conectar motores trifásicos à rede

O cálculo dos elementos de saída ao usar motores trifásicos como motores monofásicos requer conhecimento dos parâmetros do circuito equivalente do motor e, sendo ao mesmo tempo complicado, não permite que a maioria dos circuitos determine com precisão os valores necessários, portanto, para motores de baixa potência, na prática, na maioria das vezes o valor dos elementos de partida é determinado experimentalmente. O critério para a seleção correta dos elementos de partida são os valores de torque e corrente de partida.

A capacidade operacional CP (μF) para cada circuito deve ter um determinado valor e pode ser calculada com base na tensão da rede monofásica Uc e na corrente nominal If na fase do motor trifásico: Cp = kIf / Uc onde k é um coeficiente dependente da cadeia de comutação. A uma frequência de 50 Hz para os circuitos da fig. 1, b e 2, b podem ser tomados k = 2800; para o circuito da fig. 1, c — k = 4800; para o circuito da fig. 2, c — k = 1600.

A tensão no capacitor Uk também depende do circuito de comutação e da tensão da rede. Para os esquemas das Figs. 1, b, c, podem ser considerados iguais à tensão da rede; para o circuito da fig. 2, b — Uk = 1,15 Uc; para o circuito da fig. 2, e-Uk = 2Uc.

A tensão nominal do capacitor deve ser igual ou ligeiramente superior ao valor calculado.

Deve-se lembrar que, após o desligamento, os capacitores retêm a tensão em seus terminais por muito tempo e criam perigo de choque elétrico para uma pessoa ao tocá-los. Quanto maior a capacitância e maior a tensão no capacitor conectado ao circuito, maior o risco de lesões. Ao reparar ou solucionar problemas do motor, é necessário descarregar o capacitor após cada desligamento.Para evitar contato acidental durante a operação do motor, os capacitores devem ser fixados e protegidos com segurança.

A resistência inicial Rn é determinada empiricamente usando uma resistência ajustável (reostato).

Se for necessário obter um torque aumentado ao dar partida no motor, o capacitor de partida é conectado em paralelo com o capacitor de trabalho. Sua capacidade geralmente é calculada pela fórmula Cn = (de 2,5 a 3) Cp, onde Cp é a capacidade do capacitor de trabalho. O torque de partida é obtido próximo ao torque nominal do motor trifásico.