Os motores CA de fase única são um tipo comum de equipamento elétrico em várias indústrias. A grande maioria dos motores alimentados pela principal fonte de energia para a indústria doméstica ou leve são em fase única. Uma das chaves é selecionar o tamanho correto do motor de acordo com a aplicação. A maioria das aplicações de controle do motor requer controle de velocidade de motores de indução em fase única porque não só fornece velocidade variável, mas também reduz o consumo de energia e o ruído sonoro. O artigo introduzirá principalmente o conhecimento relevante do controlador motor em fase única.
Os motores monárfato são amplamente utilizados em casas, escritórios, oficinas de fábrica, etc., porque a energia entregue na maioria das casas e escritórios é monófato. Além disso, os motores monárfato são confiáveis, de baixo custo, simples em estrutura e fáceis de manter.
A maioria dos motores de indução em fase única são unidirecionais, o que significa que eles são projetados para girar em uma direção. Adicionando enrolamentos adicionais, relés externos e interruptores, ou adicionando um mecanismo de engrenagem, a direção da rotação pode ser alterada. O uso de um sistema de controle baseado em microcontroladores pode adicionar mudanças de velocidade ao sistema. Além da opção de mudança de velocidade, a direção de rotação também pode ser alterada, dependendo do algoritmo de controle do motor utilizado.
Princípio de trabalho do controlador motor em fase única
O princípio de trabalho do controlador de motor em fase única baseia-se na sequência de operação de comutação de alguns interruptores de alimentação, ou seja, o timristor. A forma como o timristor é ligado permite que a carga seja conectada à fonte de alimentação CA durante uma parte de cada meio ciclo da tensão de entrada. Portanto, a tensão de saída segue a porção de tensão AC de entrada da carga conectada à fonte de alimentação. Desta forma, a tensão de saída é controlada.
Controlador motor em fase única
Quando o estator de um controlador motor de fase única é alimentado por uma fonte de alimentação em fase única, ele gera fluxo magnético alternado nos enrolamentos do estator. De acordo com a lei de Faraday de indução eletromagnética, a corrente alternada que flui através dos enrolamentos do estator induzirá a corrente na barra do rotor (do rotor esquilo-gaiola). Esta corrente induzida no rotor também produz fluxo magnético alternado.
Mesmo depois de definir os dois fluxos magnéticos alternados do controlador, o motor ainda não pode ligar. No entanto, se o rotor for inicialmente iniciado por uma força externa em qualquer direção, o motor acelerará até sua velocidade e manterá sua velocidade nominal. Este comportamento de motores monárfato pode ser explicado pela teoria da rotação de campo duplo.
Tipos de motores de indução em fase única
Os motores de indução em fase única são amplamente utilizados em aplicações onde apenas a energia em fase única está disponível. Esses dispositivos são fabricados na gama de vários kilowatts para atender aos requisitos de diversas aplicações, como ventiladores de teto, misturadores de alimentos, geladeiras, aspiradores de pó, brocas elétricas portáteis, secadores de cabelo, etc. Os vários tipos de motores de indução em fase única serão brevemente discutidos abaixo. De acordo com o modo de partida, os tipos básicos de motores assíncronos de fase única são: motores em fase dividida, motores de partida do capacitor, motores de corrida de ímãs permanentes e outros tipos.
O motor de indução em fase dividida é um dos motores de indução em fase única mais utilizados. Os principais componentes de um motor em fase dividida incluem o enrolamento principal, enrolamento auxiliar e interruptor centrífuga. É um arranjo simples que estabelece um campo magnético rotativo fornecendo dois enrolamentos no mesmo núcleo do estator. O enrolamento auxiliar ou o início do enrolamento tem uma resistência em série, então sua impedância essencialmente se torna uma alta resistência. Seu método de enrolamento é diferente do enrolamento principal, mas comparado com o enrolamento principal, ele tem menos curvas e um diâmetro muito menor.
Os motores de indução iniciados pelo capacitor são semelhantes aos motores de fase dividida, mas um capacitor está conectado em série com o enrolamento auxiliar. Esta é uma versão melhorada de um motor em fase dividida. Como o capacitor absorve a corrente principal, o uso do capacitor aumenta o ângulo de fase entre as duas correntes (corrente principal e corrente auxiliar), aumentando assim o torque inicial. Esta é a principal razão para o uso de capacitores em motores de indução em fase única.
Controlador motor em fase única
O motor de indução do capacitor de ímã permanente também é chamado de motor de corrida do capacitor, no qual um capacitor baixo é conectado em série com o enrolamento de partida e não é removido do circuito mesmo no estado de corrida. Devido a este arranjo, não é necessário nenhum interruptor centrífuga. O capacitor pode operar continuamente. Capacitores de baixo valor produzem mudança de fase mais líder, mas a corrente inicial total é menor. Portanto, o torque de partida produzido por esses motores será muito menor do que o torque inicial dos motores iniciados pelo capacitor.
O artigo introduz principalmente o princípio de trabalho do controlador motor em fase única. Ao navegar pelo texto completo, você pode entender que o princípio de trabalho de qualquer controlador de tensão é baseado na sequência de operação de comutação de alguns interruptores de energia, ou seja, o timristor. A forma como o timristor é ligado permite que a carga seja conectada à fonte de alimentação CA durante uma parte de cada meio ciclo da tensão de entrada.
