Motor elétrico monofásico 220V 5 fios: teoria, teste e ligação na rede

Primeira atualização: 4/7/2023

Motores elétricos monofásicos precisam de capacitor para funcionar

Antes da compra de um motor elétrico monofásico e usado, confira se o eixo gira com o movimento da sua própria mão. Caso ronque, em breve terá de trocar o rolamento. Se não tiver como ligá-lo, cheire com o nariz para identificar se há algum odor de queimado.

Além disso, utilize um multímetro para conferência de curto entre os fios e entre os fios e a carcaça do motor. Alguns motores tem o fio terra fixado na carcaça e esta é uma exceção.

Essas dicas podem ajudar a fazer uma boa escolha, mas entenda o funcionamento dos motores elétricos monofásicos abaixo.

Motores monofásicos de 3 e 5 fios

No eixo deste motor cujo modelo é YDK-25-6A é acoplado uma hélice com objetivo de refrigerar o compressor de ar-condicionado split.

Imagem 1: motor elétrico monofásico 220V 5 fios YDK-25-6A

 

Os requisitos do YDK-25-6A é operar com tensão de 220V, consumo de 0,33A, potência de 25W, rede de 50Hz e conta com 6 polos. Todas esses dados estão impressos na etiqueta da carcaça. Veja a imagem:

Imagem 2: etiqueta informações técnicas motor elétrico monofásico 220V 5 fios YDK-25-6A

 

E nele há duas peculiaridades: 

a) um dos 5 fios (verde/amarelo) é terra e está ligado diretamente na carcaça externa do motor, então, nem pensar de ligá-lo na rede elétrica ou no capacitor. 

b) em uma das bobinas o fio branco foi conectado com o laranja. Uma hipótese é que a fabricante deixou assim para que um dos dois fios fosse conectado na placa principal do ar-condicionado split para algum tipo de monitoramento. Aqui estes dois fios terão a função de fazer o motor rotacionar para um lado, enquanto que, o vermelho para o lado oposto. O preto é o fio comum.

E por que são duas perculiaridades? Porque a maioria dos motores monofásicos de 127V ou 220V de 5 fios tem estas 4 funções e não tem o fio terra: 

- alta rotação para esquerda

- alta rotação para direita

- baixa rotação para esquerda 

- baixa rotação para direita

 

O YDK-25-6A tem a função de girar para a esquerda ou para a direita como são os motores de portão eletrônico, mas, estes tem 3 fios na sua grande maioria. Como o YDK-25-6A é usado para refrigeração, não precisa desempenhar mais tarefas como rotaçõs diferentes, se torna desnecessário e ficará mais caro por exigir mais bobinas de cobre.

Os motores de portão elétrônico também operam em 220V na maioria dos casos e sua função é girar para a esquerda ou para a direita também em uma única rotação, já que o objetivo dele é abrir ou fechar o portão.

No entanto, qualquer que seja o motor e sua quantidade de fios, sempre haverá o fio comum e a identificação é o primeiro passo para um teste eficaz.

Descobrindo o fio comum

Qualquer motor é formado por bobinas que precisam ser eletrificadas para gerar o eletromagnetismo e impulsionar o eixo a rotacionar. No YDK-25-6A existem duas bobinas com 6 polos cada. Cada polo significa um enrolamento na bobina. Confira:

Imagem 3: bobina do fio comum de um motor elétrico monofásico

 

O fio comum é ligado com as duas bobinas e por este motivo é chamado de fio comum. Como demonstrado na imagem acima, o fio comum é o fio preto. As outras 2 pontas irão definir se o motor girará para a esquerda ou direita. Nem sempre o fio de cor preta é o fio comum, cada fabricante adota uma cor padrão. Se um motor não ter a etiqueta informando a função e ligação da fiação, utilize multímetro com escala de resistência e meça fio por fio.

Ao se tratar de corrente alternada, o termo mais adequado é impedância. Em corrente contínua presente em placas-mães de computadores e notebooks, por exemplo, é mais adequado utilizar o termo resistência, mas também pode encontrar a impedância junto com a resistência ao tratar com um resistor puro. Foi mantido o termo resistência para não prejudicar o entendimento do leitor.

No YDK-25-6A, como dito, o fio comum é o preto e foi identificado medindo as resistências entre os fios. O resultado é este:

- preto e branco/laranja: 427 ohms. O branco e laranja são conectados no mesmo lado da bobina. Na Imagem 3, é demonstrado.

- preto e vermelho: 451 ohms.

- preto e verde/amarelo: infinito. Neste caso, o fio terra é conectado na carcaça do motor.

- vermelho e branco/laranja: 879 ohms

 

O fio comum terá a metade da resistência das demais ligações porque ele fica no início de cada bobina do motor.

Como são apenas duas bobinas e os fios brancos e laranjas estão conectados juntos, entre eles dará curto. Isso é normal para o YDK-25-6A. Como escrito, pode ser um requisito da placa do ar-condicionado que precisa monitorar o consumo de corrente, por exemplo, e usa o branco ou o laranja para isso.

Conclusão. O fio comum tem um resistência igual ou muito próximo com todos os demais fios. No YDK-25-6A, a diferença entre o preto e branco/laranja (427 ohms) e preto e vermelho (451 ohms) é de apenas 24 ohms.

Como fazer a ligação dos fios?

Já está identificado o fio comum que é o preto. O fio verde/amarelo é o terra, será ignorado. Resta o branco/laranja e o vermelho que servirão para girar o motor para a esquerda ou para a direita. Mais a frente será explicada a ligação.

Mas e quando é um motor de 5 fios de 220V que tem a função de rodar para esquerda ou direita em alta ou baixa rotação? O macete é o mesmo. O fio comum terá uma resistência igual ou muito próxima com todos os demais fios, assim como no exemplo acima. Para descobrir o par da bobina de baixa rotação, esta dupla de fios deverá ter uma resistência em ohms também próxima entre si, mas com valores ôhmicos superiores em relação à outra dupla que é da alta rotação.

Como conectar o capacitor?

Preste atenção. Para ligar um motor monofásico, sempre use capacitores permanentes de tensão alternada. Nunca utilize aqueles capacitores eletrolíticos de tensão contínua encontrados em fontes ATX porque não foram feitos para ajudar no arranque de um motor monofásico e não funcionarão muito bem para este propósito.

O capacitor permanente é ligado na bobina auxiliar para dar o arranque do motor e a bobina trabalho gera a potência para manter o motor girando. Como é definida uma ou outra? É apenas pelo uso. Se usar a bobina do fio vermelho, então ela se tornará a bobina trabalho e a bobina dos fios branco/laranja se tornará a bobina auxiliar. E assim vice-versa. Veja:

Imagem 4: bobina trabalho e bobina auxiliar em um motor elétrico monofásico

 

Como sabe, o motor é uma bobina e bobinas formam um campo eletromagnético, é um tipo de armazenamento de energia. O capacitor também armazena, mas forma o campo elétrico.

As bobinas, devido à formação do campo eletromagnético, se opõem à corrente e, deste modo, a corrente sofre um atraso em relação à tensão e tem sua circulação atrasada. Isso cria uma defasagem e é por isso que sem o capacitor, um motor monofásico não dará o arranque. Ele pode até rodar, mas será necessário sempre alguém para girar o eixo dele com a mão e isso funcionará como um arranque manual.

O capacitor também sofre uma defasagem, mas é ao contrário. Como também armazena e forma um campo elétrico, a corrente "ultrapassa" a tensão porque o capacitor está vazio e a corrente flui mais rapidamente para o capacitor do que a tensão. Neste caso, é o oposto da bobina. A imagem abaixo demonstra melhor através das ondas senoidais.

Imagem 5: onda senoidal da defasagem da tensão e da corrente no motor e capacitor

Ao juntar o capacitor e o motor, a "vantagem" de um complementa a "desvantagem" do outro. Como no motor age a força eletromagnética e circula tensão alternada, é criado um campo eletromagnético e ocorre o efeito do polo norte e sul em cada bobina.

Para entender melhor, pegue dois ĩmãs, um polo norte e um polo sul. Se ficarem distantes, não irão se atrair. Acontece que no motor monofásico também é criado o polo norte e sul, mas ficam em lados opostos e com 180° de distância. A força do ímã de aproximar o norte do sul ou repelir entre si não acontece e o motor fica estático devido à distância. É por isso que existe o capacitor, pois simula uma segunda fase como se fosse 90° de aproximação e dá o arranque necessário para a bobina auxiliar agir. De certo modo, o capacitor "cria" uma terceira fase.

Faça a ligação do motor elétrico

Repare novamente a Imagem 4. No YDK-25-6A é fácil de fazer a ligação. Pegue um cabo de força e conecte uma ponta no fio comum do motor. O capacitore permanente para motor elétrico monofásico, em geral, deve ter pouco micro Farad (uF) como 4 uF e 450VA. Quanto maior o uF de um capacitor, mais forte fará o motor girar por acrescentar mais corrente. Cuidado! Isso pode queimar o motor se usado em excesso.

Cada fio da bobina irá em um terminal do capacitor, branco/laranja de um lado e vermelho do outro. Sobrou a outra ponta do cabo de força que será conectada em um dos terminais do capacitor podendo ser no branco/laranja ou no vermelho. Neste caso, foi deixado no vermelho. Assim sendo, ligue o cabo na rede e o motor irá girar. Para mudar o sentido do giro da esquerda para a direita, por exemplo, retire o fio da rede do vermelho e conecte no branco/laranja. Reveja a imagem 4.

Nos motores de 5 fios é a mesma coisa. Utilize o fio comum e o par dos fios da respectiva rotação que foi identificada pelo multímetro na escala de resistência. Ao terminar os testes, cuide para não encostar no capacitor, pois estará carregado com energia elétrica.

Como saber se é 127V ou 220V?

A maioria dos motores monofásicos são 220V. Peças usadas podem ter perdido a etiqueta de informações. Para identificar os fios e suas resistências, use sempre o multímetro em escala de resistência. A ligaração errada entre os fios pode levar o motor a não funcionar. 

Após identificar os fios e suas resistências, faça a ligação e conecte o mesmo em uma tomada com saída de 127V. Se o motor for correspondente a esta tensão, ele irá rodar o eixo de forma adequada. 

Pelo contrário, se for um motor de 220V e estiver ligado na rede de 127V, o mesmo pode não ligar ou permanecer em baixa rotação ou funcionar estranhamente.

Motor de 220V significa ser bifásico?

Definitivamente, não! No Paraná, a tensão de 127V é monofásica porque tem 1 fase e 1 neutro, por isso é monofásica. Mono signfica 1 e fásica vem de fase. Fácil de entender, não? Aqui no estado, para conseguir 220V, pode-se usar também 1 fase e 1 neutro através de um transformador 127V para 220V.

É o mesmo caso o motor YDK-25-6A. Ele é 220V, mas usa apenas 1 fase e 1 neutro. Se fosse um motor bifásico, dispensaria o transformador, pois com 2 fases e 1 neutro formaria os 220V.

No entanto, em Santa Catarina, a tensão padrão é 220V e proveniente de 1 neutro e 1 fase. De novo, isso significa que no estado os 220V é bifásico? Não! Os 220V de Santa Catarina é monofásica. Isso porque a distribuidora de energia elétrica do estado decidiu trabalhar com este padrão.

Número de polos. O que significa?

Se reparar na Imagem 3, verá 6 enrolamentos em cada bobina. Esses são os polos. Os polos significam o número de enrolamentos presentes no interior do motor e eles são o polo norte e polo sul comentados acima porque agem sobre o eletromagnetismo.

Como são 6 polos, o primeiro é o norte, o segundo sul e assim por diante. O YDK-25-6A tem seis polos: 3 nortes e 3 suis. E o número de polos representa a rotação do motor e quanto maior o número, menor será a rotação, ou seja, menos elétrons passarão e o motor terá uma velocidade de giro do eixo menor.

 

Veja abaixo:

2 polos = 3600 rotações por minuto

4 polos = 1800 rotações por minuto

6 polos = 1200 rotações por minuto

8 polos = 900 rotações por minuto

Tudo vai depender da frequência que a rede entrega. No Paraná, é 60 Hz. A fórmula é chamada velocidade síncrona: 120 x f (frequência) / número de polos.

Por que o número de polos em uma bobina afeta a rotação do motor? Lá em cima foi explicado a necessidade do capacitor para o motor ter o arranque e que a "vantagem" de um complementava a "desvantagem" de outro. 

O que acontece é que as bobinas são componentes reativos e quando são atravessadas por uma corrente elétrica, cria-se um efeito chamado de impedância, isto é, há uma resistência (em ohms) que impede a passagem de mais elétrons. Isso ocorre apenas em circuitos de corrente alternada.

Informações adicionais

Se reparar bem na etiqueta de informações do motor, há um símbolo de onda quadrada. Isso é um fusível, mais especificamente um termostato que serve para proteger o motor que queime. Ao atingir uma temperatura de 125°C, se abrirá e evitará que as bobinas tenham a movimentação elétrica e o motor se desligará.

Imagem 6: fusível de proteção de 125° C do motor elétrico monofásico 220V 5 fios YDK-25-6A

 

Se gostou ou tem algo para acrescentar, por favor, deixe nos comentários abaixo.

Este é um blog da Info Usado que divulga informações e conhecimento técnico. A Info Usado comercializa peças usadas para informática.

Márcio Baldo