Para os profissionais que se aprofundam no estudo de máquinas elétricas, o motor monofásico com capacitor de partida é uma máquina de engenharia dual, na qual duas bobinas distintas desempenham funções críticas em momentos diferentes. Enquanto a bobina auxiliar, juntamente com o capacitor, fornece o impulso inicial necessário, a bobina principal (ou bobina de marcha) é a responsável por manter o motor operando de forma estável e eficiente em seu regime nominal. Para os técnicos e eletricistas, a compreensão da estrutura construtiva desta bobina é vital para o diagnóstico, fechamento e manutenção do motor.
Localização e Estrutura do Estator
A bobina principal está alojada no estator, que constitui a parte estacionária do motor. O estator é construído a partir de material ferromagnético e possui ranhuras (slots) onde os enrolamentos da bobina principal e da bobina auxiliar são inseridos. Essa estrutura laminada é fundamental para otimizar o campo magnético e reduzir perdas.
O Design para Serviço Contínuo
A principal distinção funcional da bobina principal é seu serviço contínuo. Diferente da bobina auxiliar, que é projetada para uso intermitente e deve ser desligada rapidamente, a bobina principal deve ser capaz de suportar a corrente de regime indefinidamente enquanto o motor estiver energizado.
Essa exigência de operação contínua molda as características construtivas da bobina principal em comparação com a bobina auxiliar:
- Seção do Condutor: A bobina principal utiliza um condutor (fio de cobre) que possui uma seção mais grossa, enquanto a bobina auxiliar possui um condutor mais fino. Uma seção mais grossa minimiza a resistência ôhmica e, consequentemente, reduz o aquecimento por efeito Joule, garantindo que a bobina principal possa dissipar o calor eficientemente e operar em regime contínuo.
- Número de Espiras: A bobina principal possui uma quantidade maior de espiras em comparação com a bobina auxiliar.
Essas diferenças construtivas são essenciais. Se o conjunto auxiliar não for desligado (devido a falha no platinado ou chave centrífuga), a bobina auxiliar, que não foi projetada para suportar a corrente de regime, pode superaquecer e falhar. O dimensionamento robusto da bobina principal é o que permite ao motor sustentar a carga após a partida.
Configuração Elétrica e Versatilidade de Tensão
A bobina principal é composta por múltiplos polos (em um motor de dois polos, haverá dois polos principais). Uma característica construtiva crucial é que os polos da bobina principal não estão conectados internamente entre si.
Essa separação é intencional e permite alimentar o motor monofásico com duas tensões diferentes. A alimentação com duas tensões é possível através de diferentes fechamentos:
- Fechamento em Paralelo: Permite aplicar uma tensão específica no motor.
- Fechamento em Série: Permite aplicar uma outra tensão diferente no motor.
Como os polos estão separados, a bobina principal disponibiliza quatro terminais de conexão na caixa de ligação do motor (dois terminais referentes a um polo e dois terminais referentes ao segundo polo). Essa configuração de quatro terminais é padrão, independentemente de o motor ser de capacitor de partida, capacitor permanente ou dois capacitores.
A Identificação das Bobinas
Para a manutenção, é crucial saber identificar qual é a bobina principal e qual é a bobina auxiliar, especialmente se a fiação não tiver cores distintas.
A identificação pode ser feita visualmente, observando que a bobina principal possui o conjunto de condutores com a seção (bitola) mais grossa e a maior quantidade de espiras.
Uma outra forma prática de identificação é através da medição de resistência utilizando um multímetro. Ao medir a resistência de ambas as bobinas (separadamente), a bobina auxiliar apresentará uma resistência menor do que a bobina principal.
Interação com o Sistema de Partida
A bobina principal opera em conjunto com o sistema auxiliar (bobina auxiliar, capacitor de partida e platinado/chave centrífuga).
No momento da partida, a bobina auxiliar está em série com o capacitor e o contato do platinado, recebendo alimentação. A chave centrífuga, que está montada no eixo do rotor, é responsável por detectar quando o motor atinge $75%$ a $80%$ de sua velocidade.
Ao detectar essa velocidade, a chave centrífuga aciona a lâmina de contato do platinado, que se abre. Essa abertura interrompe a continuidade, desligando o capacitor de partida e a bobina auxiliar. A partir desse ponto, todo o funcionamento do motor é sustentado pela bobina principal.
Em suma, a bobina principal é o elemento essencial que, através de sua robustez construtiva (condutor mais grosso e maior número de espiras) e sua versatilidade elétrica (quatro terminais para dupla tensão), garante a operação estável e eficiente do motor monofásico após a conclusão da fase de partida, momento em que assume integralmente a carga.
