UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSCOORDENAÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

MOTORES II

LINNNEKER DE MELO RODRIGUES

MOTORES II: Estudo do Motor Monofásico

Palmas-TO,2015

1. OBJETIVO

Este trabalho tem como objetivo compreender melhor as características, bem como

conhecer o comportamento do torque de um motor de indução monofásico.

2. INTRODUÇÃO

Considerando a estrutura física de um motor monofásico pode-se dizer que chega a ser

semelhante ao motor de indução trifásico, a única diferença é que apresenta um único

enrolamento de fase.

Utilizados principalmente como motobombas, compressores, cortadores de grama,

ventiladores, geralmente são máquinas de pequeno porte, já que normalmente possuem

potência de até 2 cv. Raramente se utiliza o motor monofásico para potências acima de 2 cv,

pois para essas potências os motores trifásicos tornam-se mais viáveis e eficientes.

O estator do motor monofásico é constituído por dois enrolamentos: enrolamento

principal e o enrolamento auxiliar (de partida) sendo que ambos estão defasados entre si 90º

no espaço. Durante a partida os dois enrolamentos são energizados, entretanto após o motor

atingir em média 75% da sua velocidade nominal o enrolamento de partido é desenergizado e

somente o enrolamento principal trabalha.

Para que possa funcionar em duas tensões diferentes (110 ou 220 V), a bobina de

trabalho desses motores é dividida em duas, tendo a possibilidade de as partes

serem conectadas em série ou em paralelo, de acordo com a tensão da rede

elétrica. Cada parte deve receber no máximo 110 V, que corresponde à menor

tensão de funcionamento do motor (Figura 1). A inversão da rotação é feita

invertendo-se o sentido da corrente na bobina auxiliar, ou seja, troca-se o terminal 5

pelo 6.

Figura 1- Motor de Indução Monofásico de fase auxiliar 2 pólos.

3. ANÁLISE DO MOTOR MONOFÁSICO DE INDUÇÃO

O motor monofásico apresenta um circuito equivalente conforme a figura 2.

Figura 2 – Circuito equivalente de um motor monofásico de indução

De acordo com o circuito equivalente pode-se obter:

Se a impedância total é dada por:

Logo a corrente que circula no estator é igual a:

Obtendo-se a corrente I1, a potência de entrada é dada por:

Em que é o fator de potência.

Quando se subtrai a perda no cobre do estator obtém-se a potência de entreferro. A figura 3 mostra um circuito simplificado.

Figura 3 – Circuito equivalente simplificado do motor monofásico de indução

A potência do entreferro é dividida em duas partes:

Para se obter o valore real basta fazer a subtração das duas potências:

Com isso o torque desenvolvido pelo motor de indução monofásico é dado por:

De forma análoga:

4. GRÁFICO

Com as equações apresentadas anteriormente e utilizando o software MATLAB obtêm-se o gráfico abaixo.

5. CONCLUSÃO

Como estudado nesse trabalho, os motores monofásicos apresentam dois enrolamentos, e analisando seu circuito equivalente considera-se um com efeito positivo e outro com efeito contrário. A soma desses dois representa o comportamento do motor monofásico de indução conforme visto no gráfico gerado. A seguir são apresentadas algumas observações sobre os motores monofásicos comparados aos motores trifásicos.

Apresentam maiores volume e peso para potências e velocidades iguais (em média 4 vezes) em razão disto, seu custo é também mais elevado que os de motores trifásicos de mesma potência e velocidade;

Necessitam de manutenção mais apurada devido ao circuito de partida e seus acessórios; Apresentam rendimento e fator de potência menores para a mesma potência em função

disso apresentam maior consumo de energia (em média 20% a mais); Possuem menor conjugado de partida; São difíceis de encontrar no comércio para potências mais elevadas (acima de 10 cv).

6. ANEXO

%Motores II - Gráfico Torque x Velocidade%Autor: Linneker de Melo Rodrigues%Data: 13/03/2015%Prof: Ivan%--------------------------------------- clcclear all s=1e-4:0.01:2; %parâmetros V1=120;R1=2.5;X1=1.25;R2=3.75;X2=1.25;Xm=65; f=60; %Frequencia da redep=4;ns=120*f/p; %velocidade síncrona em rpmn=ns-s*ns; %velocidade do rotorws=ns/60; %velocidade síncrona em rad/s Zf=(0.5)*(j*Xm*((R2./s)+j*X2))./((R2./s)+j*(X2+Xm)); %impedância ramo horárioRf=real(Zf);Xf=imag(Zf); Zb=(0.5)*(j*Xm*((R2./(2-s))+j*X2))./((R2./(2-s))+j*(X2+Xm)); %impedância do ramo antihorárioRb=real(Zb);Xb=imag(Zb); Z1=R1+j*X1;Zin=Z1+Zf+Zb; %impedância equivalente I1=V1./Zin; Pagf=abs(I1).^2.*Rf;Pagb=abs(I1).^2.*Rb;Pag=Pagf-Pagb; Td=Pag/ws;Tdf=Pagf/ws;Tdb=-Pagb/ws; %graficos plot(s,Td)hold onplot(s,Tdf,'r')hold onplot(s,Tdb,'black')title('Torque x Escorregamento')xlabel('Escorregamento')ylabel('Torque')grid onhold off