Dúvida motor de indução alimentado por onda quadrada

Bom dia a todos pessoal, se me permitirem, queria iniciar um debate aqui também, sobre um assunto que encontrei divergências de opinião em alguns grupos na internet que eu postei.

Mas a final, um motor compressor de geladeira com capacitor de partida, alimentado com pulso puramente quadrado igual a saida do 555 e capaz de funcionar?.

Motor de indução 127v 60hz 6A de partida 1.5A nominal.

Ou teria que ser senoidal para a corrente circular através do capacitor de pardida e a bobina do motor?

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Respostas a este tópico

boa tarde.

      caro Gabriel,  vc já deve ter ouvido a respeito de "Série de Fourier".   É um assunto que tem uma Matemática um pouco pesada, e por isso geralmente estudado apenas na Engenharia (embora quando eu fiz o Curso Técnico de Eletrônica em 1983,  eu aprendi sobre isso a fundo, pois a Matemática "mais pesada" foi adequadamente ensinada antes).

      Mas apesar disso,  é um assunto totalmente acessível para ser entendido, e sem a necessidade da Matemática "pesada"  para esse entendimento.  Na verdade é quase uma "questão natural".

      Em resumo:  a Série de Fourier  diz que qualquer função  (ou sinal elétrico no nosso caso), pode ser representada através de um Somatório Infinito de funções Senoidais.  E essas senóides,  são as famosas Harmônicas.

      Ou seja,  irá funcionar, já que se vc aplicar uma onda quadrada de 60 Hz,  a Harmônica principal  será uma senóide de justamente 60Hz.  Mas de acordo com a Série de Fourier,  haverão também outras harmônicas,  ou seja, a Potência total disponível  na sua onda quadrada estará concentrada principalmente na senóide de 60 Hz (que é a "primeira harmônica"),  e o restante da Potência total disponível estará distribuídas nas demais harmônicas.

      Ok,  então o Motor usará principalmente a Harmônica de 60Hz.  Mas quem usará a Potência disponível nas demais harmônicas??  Resposta:  outros circuitos que estejam ligados na própria alimentação do Motor,  e também o próprio Motor pois há elementos nele capazes de absorver estas outras harmônicas (ou irradiar  no ar através de sinais eletromagneticos,  os famosos e terríveis  "EMI").  Mas veja que normalmente um Motor não é caracterizado nestas condições (alimentado com onda quadrada, repleta de harmônicas),  então vc pode ter surpresas desagradáveis.  E os demais circuitos envolvidos,  também poderão ter problemas com a demais harmônicas (120 Hz, 180 Hz, 240Hz, 300Hz, etc...), dependendo da forma como foram construídos e da forma que funcionam.

      E pesquise sobre Série de Fourier,  pois certamente irá "abrir" seu horizonte de visão.

      abrçs,

      Elcids

Boa tarde,

Muito bem colocado! Na minha opinião, concordando contigo, a primeira harmonica de 60 Hz irá fazer o motor girar e as outras infinitas harmonicas irão gerar apenas efeitos indesejáveis (concordando novamente como o que expôs), gerando ruídos eletromagnéticos de alta potência, gerando calor, interferindo em aparelhos ligados na mesma rede elétrica principalmente com os transitórios, e consumindo grande parte da capacidade de corrente das bobinas do motor.

Concluindo, não recomendo o uso de ondas quadradas para alimentar motores deste tipo.

Boa sorte,

  'Eiju

Olá, Curti!

Acho que cada caso é um caso ( Arrggghhh! Isto foi terrível! )

Muitos movimentadores de portão que também usam capacitores, só que permanentes ( não de "partida" ), são alimentados com Nobreaks de "onda senoidal modificada", que é um eufemismo para "onda retangular com ciclo de trabalho controlado". Talvez o motor do refrigerador o possa também. Não tenho certeza, nunca ouvi falar de alguém que tenha feito isto e nunca experimentei.

Mas tenho que concordar contigo que não é o ideal, que as harmônicas vão, no mínimo, acrescentar perdas no cobre e perdas no ferro, estas de dois tipos, perdas por corrente de Focault e por histerese.

Além, é claro, de ruído eletromagnético irradiado e conduzido.

Abração!

Olá, Elcids!

Só complementando:

Cuidado com o capacitor, pois sua reatância capacitiva diminui com a frequência e, embora a amplitude das harmônicas diminua com a ordem da harmônica ( frequência desta ), ainda assim a corrente pelo capacitor pode ser elevada.

Como é motor de refrigerador, provavelmente o capacitor é "de partida", i.e., fica no circuito apenas durante a partida do motor e é retirado por uma chave centrífuga a partir de uma certa rotação, diminuindo a probabilidade de problemas neste caso.

Mas, como o capacitor tem como função prover um campo defasado no tempo e no espaço ( por um enrolamento auxiliar geometricamente defasado ) para gerar um campo girante que faça o motor partir, é necessário verificar se a distorção deste campo causada pelas harmônicas irá ( ou não ) ser tal que impeça a partida.


Abração!


olá DT.

      Note no texto que escrevi,  que deixei bem genérico sobre os resultados da aplicação da onda quadrada AC  no Sistema.  Há uma série de consequências, e não quis entrar nestes detalhes, para deixar que o próprio Gabriel pesquise (ou até faça experiências, controladas é claro).

      Quando a onda quadrada  muda de estado,  isto pode ser visto pelo Sistema como um alto dv/dt,  e por consequência,  componentes sensíveis a isto se comportarão conforme sua natureza elétrica (capacitiva, indutiva, resistiva,  ou quaisquer combinações destas).   Um exemplo não muito notado:  espiras envernizadas e sobrepostas umas sobre as outras,  são "condutor/isolante/condutor",  e portanto além do elemento indutivo, temos também o elemento capacitivo.  Claro,  são capacitores de baixo valor e neste caso estão ligados numa combinação série/paralelo (dependerá da disposição física do enrolamento),  mas mesmo assim são elementos que irão "enxergar"  as Harmônicas de frequências mais altas e terão uma reatância tanto menor quanto maior a Harmônica.  Ou seja, sempre haverá algum efeito.  A questão é mensurar isto e ver o que se ganha frente ao que se perde.

      Sobre o Capacitor  ("de partida")  que vc mencionou,  este geralmente é um Eletrolítico de Alumínio  mas "sem polaridade".  E este tipo de Capacitor começa a se comportar como um Indutor  a partir de algumas dezenas de kHz, conforme podemos ver na figura a seguir, extraída da Revista Elektor Brasil 6, página 36, de uma análise da Siemens:

(clique na figura para "zoom")

      E note que uma transição na onda quadrada está na faixa de frequência a partir de algumas dezenas de kHz (ou mais, dependendo de quem fornece o sinal).  Então em relação às transições da onda quadrada,  não se pode esquecer este comportamento destes Capacitores ("de partida").

      Ou seja, é "prever" o comportamento usando a técnica,  testar criteriosamente,  mensurar (incluindo vibrações mecânicas e temperatura),  analisar,  tirar conclusões, etc...

      abrçs,

      Elcids

Boa noite GM, (se não gosta que te chame pelas iniciais, avise),

A sua onda quadrada é Continua ou alternada?

Vou ser mais claro.

Na rede normal dos 60 Hz temos uma senoide alternada.

Em cada ciclo ela vai de zero até o máximo positivo, retorna a zero, vai ao máximo (mínimo) negativo e

finalmente retorna a zero.

A sua onda quadrada vai de zero até o máximo positivo, retorna a zero, vai ao máximo (mínimo) negativo e

finalmente retorna a zero  ou vai de zero ao máximo positivo e retorna a zero?

Veja imagens abaixo

RV mineirin

Gostei dessa aula:

Também gostei muito da aula, Gustavo!

O cara é bastante didático e entende do assunto!

Só faltou dizer que as máquinas AC polifásicas com rotor bobinado e anéis coletores também são muito utilizadas em aplicações em que se quer velocidade constante, pois se aplicada uma corrente contínua no enrolamento do rotor, funcionam como máquinas síncronas, em que a velocidade só depende da frequência da tensão aplicada ao estator e do número de pares de pólos da máquina.

Entretanto, em nada isto diminuiu a alta qualidade da exposição!

Quanto a inserção de resistências em série com o bobinado do rotor, esta era a maneira de controlar a velocidade destas máquinas, quando usadas em modo assíncrono, antes da popularização dos conversores de frequência, impropriamente chamados de "inversores" de frequência. A regulação de velocidade era péssima e o rendimento caia muito, mas era o que se tinha.

Valeu! Muito obrigado!

Boa tarde DT. 

Tem mais aulas. Você viu as outras? 

Motores de Indução (Aula 02) - Ensaios no Motor Gaiola de Esquilo

https://www.youtube.com/watch?v=cr78Tov_XhU

Motores de Indução (Aula 03) - Ensaios no Motor de Rotor Bobinado

https://www.youtube.com/watch?v=P9pv6iEdgto

Motores de Indução (Aula 04) - Motores Monofásicos

https://www.youtube.com/watch?v=-KbUy4qbUVI

Máquinas síncronas (Aula 01)

https://www.youtube.com/watch?v=Xf0FkVews5Q

Ainda não.   :-)

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