Motores capacitores monofásicos de várias velocidades
Motores de indução monofásicos estão disponíveis para operação sem controle de velocidade. Nos casos em que é necessário alterar a velocidade, os motores com alteração no número de pares de pólos são os mais usados.
Em geral, 3 métodos diferentes podem ser aplicados para alterar a velocidade de um motor monofásico. Uma delas é que o estator contém 2 conjuntos completos de enrolamentos, cada um para um número diferente de pólos. Então, de acordo com a Equação 2, diferentes velocidades são obtidas na mesma frequência de rede. Os outros 2 métodos são alterar a tensão nos terminais do motor ou alterar o número de voltas no enrolamento principal ramificando-se dele.
O método baseado no uso de 2 conjuntos de enrolamentos é usado principalmente para motores de fase dividida e motores de partida com capacitor. Métodos baseados na variação de tensão ou no uso de enrolamentos roscados são usados principalmente para motores capacitores com capacitância permanentemente chaveada.
Atualmente, são amplamente utilizados para acionar diversos mecanismos motores capacitores assíncronos de várias velocidades (motores elétricos com uma capacidade constante)… Este tipo de motores elétricos não requer elementos adicionais necessários para se conectar à rede e também permite que você simplesmente mude o sentido de rotação do eixo. Para isso, basta trocar as pontas dos enrolamentos principal ou auxiliar do circuito.
V motores capacitores os circuitos básicos para ligar as bobinas mostrados na fig. 1. O mais difundido é o chamado Ligação paralela dos enrolamentos (Fig. 1, a). Como pode ser visto na figura, os enrolamentos do estator são conectados em paralelo à fonte de alimentação. O capacitor de deslocamento de fase C é conectado em série com o enrolamento auxiliar.
O valor da capacitância do capacitor é selecionado das condições para fornecer o necessário Características dos motores elétricos… Em princípio, em motores capacitores, a capacitância é escolhida de forma que o deslocamento de fase das correntes nos enrolamentos principal e auxiliar no modo nominal seja próximo a 90 °. Nesse caso, o motor tem a melhor eficiência energética no ponto de operação, mas as partidas se deterioram.
Arroz. 1. Esquemas para conectar enrolamentos de motores assíncronos
A mudança na frequência de rotação dos motores capacitores é realizada com mais frequência alterando o número de pares de pólos… Para este propósito, dois conjuntos de enrolamentos com diferentes números de pólos, ou um conjunto, com uma mudança no número de pólos, são colocados no estator.
Nos casos em que nenhuma faixa significativa de controle de velocidade é necessária, o método mais simples é usado - mudança no número de voltas da bobina de trabalho… Nesse caso, quando a tensão da rede permanece inalterada, a magnitude do fluxo magnético do motor elétrico e, portanto, o momento eletromagnético e a velocidade do rotor mudam.
Motores de duas velocidades com enrolamentos roscados
Foi afirmado anteriormente que a velocidade de um motor monofásico pode ser alterada tanto alterando a tensão em seus terminais quanto alterando o número de voltas de seu enrolamento secundário. O primeiro método requer o uso de um autotransformador e é usado principalmente para motores capacitores com condensador permanentemente ligado, com ventilador de eixo.
Com um autotransformador você pode obter mais de 2 velocidades. A mudança no número de voltas do enrolamento principal é obtida ramificando-se dele. Então o estator possui 3 enrolamentos: primário, intermediário e auxiliar. As 2 primeiras bobinas têm o mesmo eixo magnético, ou seja. o enrolamento intermediário é enrolado nas mesmas ranhuras do enrolamento principal (acima dele).
A implementação prática deste método é a seguinte. Nas ranhuras do estator, além dos fios dos enrolamentos de operação (RO) e do capacitor (KO), são colocados os fios do enrolamento adicional (DO). Como resultado da combinação de diferentes circuitos de comutação de enrolamentos (Fig. 2), será possível obter diferentes características mecânicas do motor elétrico com tensão de alimentação constante.
Arroz. 2. Diagramas de conexão dos enrolamentos do estator de um motor de capacitor multivelocidade em velocidade mínima (a), aumentada (b) e máxima (c)
No processo de ajuste da velocidade de rotação em motores elétricos de capacitores de várias velocidades, ocorrem processos transitórios associados a uma alteração nos circuitos de comutação dos enrolamentos do estator.Esses processos ocorrem, via de regra, em campos magnéticos contínuos e podem causar correntes de irrupção e sobretensões significativas nos enrolamentos do motor e no capacitor desfasador.
Motores de duas velocidades com 2 conjuntos de bobinas
Colocando 2 conjuntos de bobinas, ou seja. 2 bobinas principais e 2 bobinas auxiliares, requer um aumento significativo no tamanho. Para reduzir essas dimensões, muitas vezes é usada uma conexão de enrolamento auxiliar ou de baixa velocidade, onde o número de enrolamentos é menor que o número de pólos.
Na fig. 3 mostra o esquema de ligação dos enrolamentos de 4 e 6 pólos (aproximadamente 1435 e 950 rpm a 50 Hz). Enrolamento externo — enrolamento principal de 4 pólos. O próximo é o enrolamento primário de 6 polos. O terceiro é um enrolamento auxiliar de 4 pólos com apenas 2 grupos de enrolamentos. A bobina interna é uma bobina auxiliar de 6 polos com apenas 2 grupos de bobinas.
Arroz. 3. Esquema elétrico de um motor de 2 velocidades (4 e 6 pólos).
Na fig. 3 e ambos os enrolamentos auxiliares possuem um número reduzido de grupos de enrolamentos. Você também pode fazer a bobina principal do mesmo tipo.
Vejamos 2 exemplos. O enrolamento do estator de 4 e 8 polos pode ter um enrolamento principal normal de 4 polos e outros 3 enrolamentos com um número reduzido de grupos de enrolamento, ou seja, Enrolamento principal de 8 polos com 4 grupos de enrolamento, enrolamento auxiliar de 4 polos com 2 grupos de enrolamento e enrolamento auxiliar de 8 polos com 4 grupos de enrolamento.
O enrolamento do estator para 6 e 8 pólos pode ter um enrolamento principal normal de 6 pólos, dois enrolamentos de 8 pólos com um número reduzido de grupos, ou seja, Enrolamento principal de 8 polos e enrolamento auxiliar de 8 polos com grupos de 4 polos cada e enrolamento auxiliar de 6 polos com 2 grupos de enrolamento. O enrolamento auxiliar de 6 polos também pode ser projetado como um enrolamento normal, ou seja,com 6 grupos de bobinas.
Na fig. 4 mostra um diagrama de um motor bifásico de 2 estágios com 2 enrolamentos e também mostra a conexão à rede elétrica. As conexões são feitas de forma que apenas 1 chave de partida seja necessária. Essa chave de partida deve abrir em 75 a 80% da velocidade síncrona da bobina de baixa velocidade.
Arroz. 4. Diagrama de um motor bifásico de duas velocidades
Se o esquema mostrado na fig. 4, é usado para um motor de partida do capacitor, então 1 capacitor conectado em série com a chave de partida ou 2 capacitores são usados, 1 dos quais é conectado em série com o terminal P2 e o outro com o terminal P21.
Se o motor sempre puder ser iniciado com uma conexão correspondente à mesma velocidade, então um dos enrolamentos auxiliares pode ser omitido. Nesse caso, a inicialização é parcial ou totalmente automatizada.
Motores elétricos monofásicos assíncronos multivelocidade DASM
Para atingir altas velocidades em eletrodomésticos, geralmente são necessários motores elétricos com uma alta taxa de rotação do rotor. Motores assíncronos de capacitores monofásicos com número de pólos 2/12 são usados para esses propósitos; 14/02; 16/02; 18/02; 2/24 e ainda mais alto.
No entanto, a produção de motores com grande relação de polos é tecnologicamente difícil, por isso são utilizados diferentes tipos de conversores mecânicos de velocidade, bem como conversores de frequência semicondutores da tensão de alimentação.
Mais simplesmente, a velocidade de rotação em pequenos limites para esses motores é regulada pela alteração da tensão de alimentação; para isso, resistores ou bobinas adicionais são conectados em série com a bobina.
De volta à URSS, os motores capacitores de duas velocidades dos tipos DASM-2 e DASM-4 com 16/2 pólos foram desenvolvidos para acionar máquinas de lavar automáticas domésticas.
O motor DASM -2 foi projetado para acionar máquinas de lavar automáticas com capacidade de 4 a 5 kg de roupa seca. Ele foi originalmente projetado para potências de 75/400 W a 390/2750 rpm.
Arroz. 5. Motor elétrico assíncrono de capacitor de duas velocidades, tipo DASM-2
Na fig. 5 mostra os diagramas para conectar os mecanismos DASM-2 e DASM-4 à rede de energia. Como pode ser visto na figura, o motor DASM-2 possui quatro enrolamentos do estator. Os enrolamentos primário e auxiliar são conectados em paralelo.
O motor DASM-4 em baixa velocidade é feito com uma conexão estrela trifásica e em alta velocidade - com uma conexão paralela dos enrolamentos do estator. Um relé de temperatura RK-1-00 é conectado ao estator do motor para proteger os enrolamentos nos modos de sobrecarga e curto-circuito. Os contatos do relé normalmente fechados são conectados ao terminal comum do estator do motor.
Arroz. 5. Esquemas de ligação de motores elétricos de duas velocidades à rede elétrica: a- Motor elétrico DASM-2; b — Motor elétrico DASM-4. VOU. — enrolamento principal; V.O, — bobina auxiliar; 1 — saída comum de bobinas de baixa e alta velocidade; 2 — fim do enrolamento auxiliar de alta velocidade; 3 — o início do enrolamento principal em alta velocidade; 4 — o início do enrolamento auxiliar de baixa velocidade; 5 — o início do enrolamento principal em baixa velocidade; Cp — capacitor de operação; Cn — capacitor de partida; Relé de proteção térmica RT, tipo RK-1-00; Relé de partida RP, tipo RTK-1-11; P1, P2 — contatos do controlador.