Motores condensadores — dispositivo, princípio de operação, aplicação

Neste artigo falaremos sobre motores capacitores, que na verdade são motores assíncronos comuns, diferindo apenas na forma como são conectados à rede. Vamos tocar no tema da seleção de capacitores, analisar os motivos da necessidade de uma seleção precisa da capacidade. Vamos observar as principais fórmulas que ajudarão a estimar aproximadamente a capacidade necessária.

O motor do capacitor é chamado motor assíncrono, no circuito do estator, no qual é incluída capacitância adicional para criar uma mudança de fase da corrente nos enrolamentos do estator. Isso geralmente se aplica a circuitos monofásicos quando motores de indução trifásicos ou bifásicos são usados.

Os enrolamentos do estator do motor de indução são fisicamente deslocados um do outro e um deles é conectado diretamente à rede elétrica, enquanto o segundo ou o segundo e o terceiro são conectados à rede elétrica por meio de um capacitor.A capacidade do capacitor é escolhida de forma que o deslocamento de fase das correntes entre os enrolamentos seja igual ou pelo menos próximo a 90 °, então o torque máximo será fornecido ao rotor.

Nesse caso, os módulos da indução magnética dos enrolamentos devem ser os mesmos, de modo que os campos magnéticos dos enrolamentos do estator sejam deslocados um em relação ao outro, de modo que o campo total gire em um círculo, e não em uma elipse, arrastando consigo o rotor com a maior eficiência.

Obviamente, a corrente e sua fase na bobina conectada através do capacitor estão relacionadas tanto à capacitância do capacitor quanto à impedância efetiva da bobina, que por sua vez depende da velocidade do rotor.

Ao dar partida no motor, a impedância do enrolamento é determinada apenas por sua indutância e resistência ativa, por isso é relativamente pequena durante a partida, e aqui é necessário um capacitor maior para garantir a partida ideal.

À medida que o rotor acelera até a velocidade nominal, o campo magnético do rotor induzirá um EMF nos enrolamentos do estator, que será direcionado contra a tensão que fornece o enrolamento - a resistência efetiva da corrente do enrolamento aumenta e a capacitância necessária diminui.

Com uma capacidade selecionada de maneira ideal em cada modo (modo de inicialização, modo de operação), o campo magnético será circular, e aqui tanto a velocidade do rotor quanto a tensão, o número de enrolamentos e a capacitância conectada à corrente são relevantes . Se o valor ideal de qualquer parâmetro for violado, o campo se torna elíptico e as características do motor diminuem de acordo.

Para motores com finalidades diferentes, os esquemas de conexão do capacitor são diferentes.quando são significativos Torque inicial, use um capacitor de maior capacidade para garantir corrente e fase ideais na inicialização. Se o torque de partida não for particularmente importante, é dada atenção apenas para criar condições ideais para o modo de operação na velocidade nominal e a capacidade é selecionada para a velocidade nominal.

Muitas vezes, para uma partida de alta qualidade, é usado um capacitor de partida, que é conectado em paralelo com um capacitor de funcionamento de capacidade relativamente pequena durante a inicialização, de modo que o campo magnético rotativo seja circular durante a inicialização e, em seguida, o início capacitor é desligado e o motor continua funcionando apenas com o capacitor funcionando. Em casos especiais, um conjunto de capacitores comutáveis ​​é usado para diferentes cargas.

Se o capacitor de partida não for desconectado acidentalmente após o motor atingir a velocidade nominal, a defasagem nos enrolamentos diminuirá, não será ideal e o campo magnético do estator se tornará elíptico, o que degradará o desempenho do motor. É imperativo que você selecione a capacidade correta de partida e operação para que o motor funcione com eficiência.

A figura mostra esquemas típicos de comutação de motores capacitores usados ​​na prática. Por exemplo, considere um motor bifásico de gaiola cujo estator tem dois enrolamentos para alimentar duas fases A e B.

O capacitor C está incluído no circuito da fase adicional do estator, portanto as correntes IA e IB fluem nos dois enrolamentos do estator em duas fases. Através da presença de capacitância, é alcançado um deslocamento de fase das correntes IA e IB de 90 °.

O diagrama vetorial mostra que a corrente total da rede é formada pela soma geométrica das correntes das duas fases IA e IB. Ao escolher a capacitância C, eles conseguem uma combinação com as indutâncias dos enrolamentos que o deslocamento de fase das correntes é exatamente 90 °.

A corrente IA fica atrás da tensão de linha aplicada UA por um ângulo φA, e a corrente IB fica atrás da tensão UB aplicada aos terminais do segundo enrolamento no momento atual por um ângulo φB. O ângulo entre a tensão da rede e a tensão aplicada à segunda bobina é de 90°. A tensão no capacitor USC forma um ângulo de 90° com a corrente IV.

O diagrama mostra que a compensação total do deslocamento de fase em φ = 0 é alcançada quando a potência reativa consumida pelo motor da rede é igual à potência reativa do capacitor C. A figura mostra circuitos típicos para incluir motores trifásicos com capacitores nos circuitos de enrolamento do estator.

A indústria hoje produz motores capacitores baseados em duas fases. As trifásicas são facilmente modificadas manualmente para fornecer a partir de uma rede monofásica. Existem também pequenas modificações trifásicas, já otimizadas com capacitor para rede monofásica.

Essas soluções são frequentemente encontradas em eletrodomésticos, como lava-louças e ventiladores de ambiente. Bombas de circulação industrial, ventiladores e chaminés também costumam usar motores capacitores em sua operação. Caso seja necessário incluir um motor trifásico em uma rede monofásica, é utilizado um capacitor com defasagem, ou seja, o motor é novamente convertido em capacitor.

Para calcular aproximadamente a capacidade de um capacitor, são utilizadas fórmulas conhecidas, nas quais basta substituir a tensão de alimentação e a corrente operacional do motor, sendo fácil calcular a capacidade necessária para conexão estrela ou triângulo de enrolamentos.

Para encontrar a corrente de operação do motor, basta ler os dados de sua placa de identificação (potência, rendimento, cosseno phi) e também substituí-la na fórmula. Como capacitor de partida, costuma-se instalar um capacitor com o dobro do tamanho do capacitor de trabalho.

As vantagens dos motores capacitores, de fato — assíncronos, incluem principalmente uma — a possibilidade de conectar um motor trifásico a uma rede monofásica. Entre as desvantagens estão a necessidade de capacidade ideal para uma carga específica e a inadmissibilidade da fonte de alimentação de inversores de onda senoidal modificados.

Esperamos que este artigo tenha sido útil para você e agora você entende o que são capacitores para motores assíncronos e como escolher sua capacidade.