A motor de pólo sombreado é um tipo de motor de indução monofásico conhecido por seu design simples e facilidade de uso em aplicações de baixa potência. Sua construção exclusiva inclui uma bobina de proteção, que desempenha um papel fundamental na partida do motor, criando um campo magnético rotativo. Este artigo explicará os vários aspectos dos motores de pólo sombreado, incluindo como funcionam, suas vantagens e aplicações comuns.
A bobina de sombreamento é um anel ou laço de cobre colocado ao redor de uma parte de cada pólo do motor. Normalmente está embutido no estator e sua função principal é criar uma mudança de fase no campo magnético. Essa mudança de fase é o que permite motor de pólo sombreado para gerar o torque inicial necessário para dar partida no motor. Sem esta bobina, o motor não seria capaz de dar partida, pois não haveria campo magnético giratório.
A bobina sombreada cria um campo magnético atrasado, que interage com o campo magnético principal para produzir um efeito de rotação ou varredura, fazendo com que o rotor se mova. Essa simplicidade no design torna o motor de pólo sombreado particularmente econômico para aplicações de baixo torque.
O princípio de funcionamento de um motor de pólo sombreado gira em torno de sua configuração de estator e rotor. O estator possui pólos salientes com ranhuras, e em uma parte dessas ranhuras são colocadas as bobinas de sombreamento. Quando a corrente alternada (CA) flui através do enrolamento do estator, ela gera um campo magnético. No entanto, a bobina de sombreamento induz um campo magnético secundário, que é atrasado em comparação com o campo primário devido à indução eletromagnética.
Este atraso cria um campo magnético móvel ou giratório que é essencial para o funcionamento do motor. À medida que o campo magnético percorre o rotor, ele induz uma tensão e o rotor começa a girar. O motor opera a uma velocidade relativamente baixa e, devido ao seu design, a eficiência é normalmente baixa em comparação com outros tipos de motores, mas é altamente confiável para a finalidade pretendida.
A principal função da bobina de sombreamento é permitir a motor de pólo sombreado para começar por conta própria. Aqui está um passo a passo de como o motor funciona com a bobina de sombreamento:
Geração de campo magnético: Quando a corrente CA passa pelo enrolamento principal do estator, ela gera um campo magnético.
Interação com bobina de sombreamento: A bobina de sombreamento, colocada em torno de uma parte do pólo do estator, causa um atraso de fase no campo magnético naquela parte do pólo. Este campo magnético retardado interage com a parte não retardada do campo magnético, criando um efeito rotativo.
Movimento do rotor: Este campo magnético rotativo induz corrente no rotor, o que faz com que ele se mova. O rotor continuará a girar enquanto o motor estiver ligado.
Operação constante: Uma vez iniciado, o motor opera continuamente com a interação entre o rotor e o campo magnético giratório gerado pelo estator e pela bobina de sombreamento.
O motor de pólo sombreado é conhecido por sua operação suave e silenciosa, o que o torna ideal para aplicações onde o baixo ruído é uma prioridade.
A potência inicial em um motor de pólo sombreado é gerado pela interação entre o campo magnético principal e a porção sombreada dos pólos do estator. A bobina de sombreamento cria um atraso eletromagnético no campo magnético através do estator. Este atraso faz com que o fluxo magnético varra da parte não sombreada para a parte sombreada do pólo, produzindo assim o campo magnético rotativo.
Este campo rotativo interage com o rotor para produzir torque inicial. Embora o torque gerado por um motor de pólo sombreado for baixo, é suficiente para aplicações de pequena escala e baixo consumo de energia. Após a partida do motor, o fornecimento contínuo de corrente CA mantém a rotação do rotor.
O motor de pólo sombreado tem diversas vantagens, particularmente em aplicações específicas onde o seu design simples e económico é desejável. Algumas das principais vantagens incluem:
Simplicidade: Com menos componentes em comparação com outros motores, o motor de pólo sombreado é mais fácil de fabricar e manter.
Baixo custo: Seu design básico e a ausência de componentes complexos tornam o motor de pólo sombreado altamente acessível.
Inicialização automática: Graças à bobina de sombreamento, o motor pode arrancar sem necessidade de mecanismos de arranque adicionais.
Operação silenciosa: O motor opera em baixa velocidade e produz pouco ruído, tornando-o adequado para ambientes sensíveis a ruído.
Baixa manutenção: Por não possuir escovas nem comutadores, o desgaste é menor, o que diminui a necessidade de manutenções frequentes.
Essas vantagens tornam o motor de pólo sombreado uma escolha preferida para pequenos aparelhos e dispositivos onde a eficiência é menos prioritária do que o custo e a simplicidade.
O motor de pólo sombreado é usado principalmente em aplicações que exigem baixo torque de partida e baixo consumo de energia. Algumas aplicações comuns incluem:
Ventiladores domésticos: A operação silenciosa do motor o torna ideal para uso em ventiladores domésticos.
Geladeiras: Motores de pólo sombreado são frequentemente encontrados em ventiladores de refrigeradores, onde ajudam a circular o ar dentro da unidade.
Ar condicionado: O motor é comumente usado em sistemas de ar condicionado, principalmente em conjuntos de sopradores e ventiladores.
Pequenos eletrodomésticos: Dispositivos como secadores de cabelo, relógios e ventiladores de forno de micro-ondas também usam motores de pólo sombreado.
Sistemas HVAC: Em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado, o motor de pólo sombreado é frequentemente usado em pequenos sistemas de ventiladores e sopradores que ajudam a regular o fluxo de ar.
O motor de pólo sombreado é mais eficaz em aplicações onde seu design simples e baixo custo são mais importantes que o alto desempenho.
Os motores de pólo sombreado vêm em várias séries, como o Série 48, Série 58, 61 série, 72 séries, 82 séries, e Série 84. Essas séries variam em tamanho, potência e aplicação pretendida. O Série 48 e Série 58 são comumente usados em pequenos eletrodomésticos, enquanto o 72 séries e Série 84 são frequentemente encontrados em aplicações HVAC e industriais.
O motor de pólo sombreado gera torque através da interação do campo magnético atrasado criado pela bobina sombreada. No entanto, como esse atraso é relativamente pequeno, o torque resultante é baixo em comparação com outros motores, como motores de partida com capacitor ou motores de fase dividida. Isso torna o motor de pólo sombreado adequado apenas para aplicações de baixo torque.
A eficiência de um motor de pólo sombreado é normalmente inferior ao de outros tipos de motores, variando de 15% a 30%. Isto se deve às perdas de energia na bobina de sombreamento e ao fato de ela operar com baixa potência. Apesar disso, é frequentemente utilizado em aplicações onde a eficiência é menos crítica.
Não, um motor de pólo sombreado não pode funcionar em sentido inverso. O sentido de rotação é determinado pela colocação da bobina de proteção nos pólos do estator. Se for necessário alterar o sentido de rotação, será necessário reconfigurar as bobinas de sombreamento, o que não é prático para a maioria das aplicações.
O motor de pólo sombreado requer manutenção mínima, pois não possui escovas ou comutadores. A limpeza regular do motor e a lubrificação de quaisquer peças móveis, se aplicável, podem ajudar a prolongar a sua vida útil. No entanto, é um motor de baixa manutenção em geral.
Em conclusão, o motor de pólo sombreado é uma solução prática e econômica para aplicações de baixo consumo de energia. A sua simplicidade, combinada com a capacidade de arranque automático, torna-o ideal para pequenos eletrodomésticos, ventiladores e sistemas HVAC. Embora possa não oferecer alta eficiência ou torque, suas vantagens na fabricação de baixo custo e manutenção mínima o tornam uma escolha popular em muitos setores.