Como conectar um capacitor a um motor elétrico: guia completo de partida e operação

Conectar um capacitou a um motor elétrico parece simples até que o motor zumbe sem girar, a sobrecarga desarma ou a caixa do capacitor se transforma em uma protuberância. Cada uma dessas falhas remonta à mesma causa raiz: um fio pousou no terminal errado ou o tipo de capacitor errado foi usado para o trabalho. A diferença prática entre um reparo bem-sucedido e um enrolamento queimado geralmente é apenas alguns centímetros de colocação do fio.

Aqui está a resposta direta antes de irmos mais fundo: um executar capacitor conecta-se entre a linha de alimentação energizada e o terminal do enrolamento de partida e permanece no circuito durante todo o funcionamento do motor. Um capacitor de partida conecta-se ao mesmo terminal do enrolamento de partida, mas por meio de um relé ou chave centrífuga que o retira do circuito depois que o motor atinge cerca de 75% da velocidade máxima. Em ambos os casos, o fio neutro vai para o terminal comum e não para o capacitor. Se você estiver substituindo uma peça com defeito, fotografe primeiro a fiação original, verifique os microfarads e as classificações de tensão e, em seguida, reproduza exatamente as mesmas conexões no novo capacitor.

Este guia aborda a fiação do capacitor de operação, a fiação do capacitor de partida, a identificação do terminal, os erros mais comuns e os critérios de seleção que evitam falhas repetidas.

Executar capacitor versus iniciar capacitor: dois trabalhos de fiação diferentes

A maioria dos motores monofásicos usa um capacitor para criar uma mudança de fase entre o enrolamento principal e o enrolamento auxiliar. Essa mudança de fase produz o campo magnético rotativo que dá partida no motor e o mantém girando. Mas um capacitor que permanece no circuito e um capacitor que permanece no circuito apenas por dois segundos são construídos de forma diferente, classificados de forma diferente e conectados de maneira diferente.

O que um capacitor de funcionamento faz

Um capacitor de operação permanece permanentemente em série com o enrolamento auxiliar. Melhora o torque durante a operação normal, aumenta o fator de potência e reduz o consumo de corrente. Os capacitores de operação são normalmente unidades de filme de polipropileno metalizado com valores de capacitância de 1,5µF a 100µF dependendo do tamanho do motor. Eles são classificados para serviço CA contínuo e a classificação de tensão geralmente é 370V ou 450V para motores que funcionam com alimentação de 230V. Uma falha no capacitor de funcionamento geralmente não para o motor instantaneamente, mas o motor fica mais quente, vibra mais e perde eficiência.

O que um capacitor de partida faz

Um capacitor de partida fornece um forte aumento de torque durante o primeiro ou segundo segundo de operação. Os valores de capacitância são muito mais altos, normalmente 70µF a 800µF , e o componente foi projetado apenas para operação intermitente. Se um capacitor de partida permanecer no circuito porque o relé está preso ou a chave centrífuga falhou, o enrolamento superaquece rapidamente e o capacitor pode ventilar ou inchar. Os capacitores de partida geralmente são conectados em série com um contato de relé normalmente fechado ou uma chave centrífuga que abre quando o motor atinge a velocidade.

Para uma rápida atualização sobre a função de cada componente, verifique o diferença entre um capacitor de partida e um capacitor de operação em termos práticos.

Passo a passo: Conectando um capacitor de funcionamento a um motor monofásico

Siga esta sequência em ordem. Ignorar a etapa de descarga é a maneira mais rápida de aprender como é a sensação de um capacitor quando ele ainda mantém carga.

1. Desconecte e bloqueie a energia. Abra o disjuntor ou remova o fusível e confirme com um multímetro se os terminais do motor indicam 0V. Um capacitor pode reter uma carga letal por minutos após o motor ser desconectado.
2. Descarregue o capacitor. Coloque um resistor de 20kΩ e 5W entre os dois terminais do capacitor por pelo menos 10 segundos. Não provoque curto-circuito nos terminais com uma chave de fenda; isso pode danificar as conexões internas e é mais perigoso para você.
3. Fotografe a fiação original antes de tocar em qualquer coisa. As cores dos fios do motor variam entre os fabricantes, portanto a foto se torna seu diagrama de referência.
4. Verifique as classificações de substituição. O valor de microfarad deve corresponder ao original dentro de ±5% e a classificação de tensão deve ser igual ou superior à original. Para um motor de 230 V, isso geralmente significa um capacitor de 370 V ou 450 V.
5. Identifique o terminal do enrolamento de partida (S). Em um motor típico de quatro fios, um terminal do capacitor é conectado ao terminal do enrolamento de partida, que pode estar marcado como "S", "Aux" ou uma cor específica, como amarelo ou branco. Use o diagrama da placa de identificação sempre que estiver presente.
6. Conecte um terminal do capacitor ao lado da linha ativa. Dependendo da disposição interna do seu motor, a linha pode ser conectada diretamente ao terminal “R” (funcionamento) do motor, e o capacitor faz uma ponte entre a linha e o terminal “S”.
7. Conecte o segundo terminal do capacitor ao terminal do enrolamento de partida. Este é o terminal que fornece a corrente desfasada ao enrolamento auxiliar. O fio neutro se conecta ao terminal comum “C”, não ao capacitor.
8. Proteja todas as conexões e teste brevemente. Certifique-se de que nenhum fio desencapado toque a caixa do capacitor ou a estrutura do motor e, em seguida, reenergize e ligue o motor por alguns segundos para confirmar que ele começa suavemente e gira na direção correta.

Se o motor funcionar em sentido inverso, troque os dois fios do enrolamento principal, não os fios do capacitor. Inverter os cabos do enrolamento de partida também pode mudar de direção, mas qual par trocar depende do esquema interno do motor, portanto verifique sempre o diagrama da placa de identificação. Para um layout de motor diferente, o procedimento de substituição do capacitor de funcionamento do motor mostra uma abordagem prática usada por técnicos de serviço.

Passo a passo: conectando um capacitor de partida com um relé ou chave

Um capacitor de partida nunca é conectado diretamente na linha sem um dispositivo de desconexão. Nos motores de partida com capacitor, o capacitor fica em série com o enrolamento de partida e um interruptor centrífugo or relé potencial remove-o assim que o motor acelera. Conectar um capacitor de partida significa, portanto, conectar três componentes: o capacitor, o dispositivo de comutação e o enrolamento de partida.

Fiação do interruptor centrífugo

Na maioria dos motores pequenos com chave interna, os terminais da chave normalmente estão fechados em repouso. A linha entra no terminal comum e o capacitor de partida é conectado entre a chave e o enrolamento de partida. Quando o rotor atinge a velocidade, a chave abre e o capacitor de partida é isolado do circuito. O capacitor de operação, se presente, permanece conectado ao enrolamento de partida através de um caminho separado.

Fiação baseada em relé

Motores mais antigos e maiores geralmente usam um relé de corrente ou tensão montado próximo ao capacitor. A bobina do relé detecta a corrente do enrolamento inicial; quando a corrente cai após a inicialização, o contato do relé abre e desconecta o capacitor de partida. Nestes sistemas, o capacitor é conectado entre o contato do relé e o terminal do enrolamento de partida, e a bobina do relé é ligada em série com o próprio enrolamento.

A regra crítica: nunca desvie o relé ou a chave para forçar a partida do motor. Um capacitor de partida que permanece energizado aquecerá rapidamente e em poucos minutos o motor poderá soltar fumaça. Se o motor zumbir e o capacitor de partida estiver funcionando bem, suspeite primeiro do relé ou da chave, não do capacitor.

• A linha (L) conecta-se ao terminal comum do motor e à entrada do relé/interruptor.
• Um terminal do capacitor de partida se conecta à saída do relé/interruptor.
• O outro terminal do capacitor de partida se conecta ao terminal do enrolamento de partida (S).
• O capacitor de operação, se usado, conecta-se diretamente entre a linha e o enrolamento de partida.

Como identificar os terminais do motor: C, S e R

Quando a placa de identificação estiver ilegível ou os fios perderem as cores, você ainda poderá identificar os terminais com um multímetro. Os três terminais na maioria dos blocos terminais estão marcados C (comum) , S (início) e R (correr) . Os valores de resistência entre eles seguem um padrão consistente, pois o enrolamento principal e o enrolamento de partida possuem bitolas e comprimentos de fio diferentes.

Para usar este método, ajuste o multímetro para ohms, coloque uma ponta de prova em um único terminal e teste os outros dois terminais. Anote ambas as leituras e mova a primeira ponta de prova para o próximo terminal. Quando você encontra o par com a maior resistência, o terminal restante é o comum, C. O enrolamento principal fica no lado com a menor das duas leituras, que identifica R, e o terminal do enrolamento de partida é o último, S. Depois de conhecer os terminais, a lógica de fiação se torna simples: linha para R, neutro para C, capacitor de linha para S.

Compreender a construção interna é importante quando você está diagnosticando uma falha repetida. O maneira como os capacitores do motor CA são construídos e conectados internamente explica por que certas falhas, como uma caixa inchada ou um terminal derretido, aparecem com mais frequência em um lado do circuito do que no outro.

Erros de fiação que danificam motores e capacitores

A maioria dos erros de fiação se enquadra em uma das cinco categorias, e cada uma deixa uma assinatura reconhecível. Conhecer essas assinaturas ajuda a evitar o erro e também a diagnosticar um motor que foi conectado incorretamente antes de você chegar.

• Usando um capacitor com tensão nominal inferior à original. Um motor de 230 V funcionando através de um capacitor de 250 V pode funcionar normalmente no início, mas os picos de tensão da rede podem exceder 300 V, causando quebra interna, inchaço e vazamento. A regra segura é usar a mesma tensão nominal do original ou um degrau acima, normalmente 370V ou 450V.
• Superdimensionar a capacitância na tentativa de obter mais torque. Um valor muito alto do capacitor de operação aumenta a corrente através do enrolamento auxiliar, aumenta a temperatura e reduz a vida útil do capacitor e do motor. A correspondência de capacitância deve permanecer dentro de ±5% do valor da placa de identificação.
• Deixando um capacitor de partida no circuito. Isso acontece quando um relé é ignorado ou uma chave centrífuga está travada. O enrolamento recebe corrente excessiva de mudança de fase e superaquece rapidamente. Se o motor der partida e começar a soltar fumaça após alguns minutos, inspecione os componentes de desconexão do circuito de partida.
• Invertendo as conexões do enrolamento de partida. Um motor que funciona para trás após a reconexão geralmente tem a polaridade do enrolamento de partida invertida. Trocar os dois cabos do enrolamento de partida corrige a direção, mas você deve confirmar primeiro qual par é o enrolamento de partida, caso contrário você poderá energizar o motor em um curto-circuito.
• Usando um capacitor com classificação CC em um circuito de motor CA. Os capacitores eletrolíticos CC não são projetados para ondulação CA contínua e podem superaquecer, ventilar ou romper. Os capacitores do motor devem ser marcados para funcionamento do motor CA.

Em compressores, bombas e outras aplicações de alta vibração, o ambiente mecânico acrescenta outra camada de risco. Um capacitor com caixa fraca pode quebrar internamente ou na vedação do terminal. Para estas condições, um Capacitor à prova de explosão CBB65 fornece uma caixa de alumínio reforçada e um modo de falha mais seguro, o que é importante quando o capacitor é montado dentro de um painel de serviço selado.

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Como selecionar o capacitor correto antes de conectá-lo

A fiação correta começa com a seleção correta. Um capacitor com as classificações corretas, mas com a forma física errada, pode não caber no suporte de montagem ou pode colocar os terminais muito próximos de um componente energizado. Quatro parâmetros decidem se um capacitor é adequado para o seu motor.

Capacitância e tensão

A classificação microfarad controla o ângulo de mudança de fase. Um ±5% de tolerância é normal para capacitores de funcionamento do motor; sair dessa faixa altera o torque e a corrente. A classificação de tensão deve ser pelo menos 1,5 vezes a tensão de linha RMS. Para um motor de 230 V, isso significa que uma classificação de 370 V é o mínimo prático e 450 V é comum.

Formato da caixa e estilo de montagem

Os capacitores cilíndricos são os capacitores de funcionamento de motor mais comuns e atendem a uma ampla variedade de grampos de montagem. Capacitores quadrados cabem em espaços mais apertados e são comuns em motores de eletrodomésticos. O tipo de terminal é igualmente importante: terminais de aba push-on, terminais de parafuso e condutores de fio exigem, cada um, um método de conexão diferente, e alternar entre eles geralmente significa substituir o conector, não apenas o capacitor.

Classificação de temperatura

Os capacitores do motor são normalmente classificados em 70°C, 85°C ou 105°C. Numa carcaça de motor fechada ou numa sala de bombas quente, a temperatura ambiente pode ultrapassar rapidamente os 70°C. Instalar um capacitor de 70°C em um ambiente de 90°C reduz drasticamente sua vida útil. Combine ou exceda a classe de temperatura da peça original.

Para substituições gerais de bombas, ventiladores, compressores e motores de oficina, comece com o Linha de capacitores de motor CA CBB60 para encontrar uma lata cilíndrica com a capacitância, tensão e combinação correta de terminais. Se o compartimento do motor for plano e raso, o Série de capacitores de motor quadrado CBB61 geralmente é mais fácil de encaixar porque os orifícios de montagem se alinham melhor com o suporte original.

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Perguntas frequentes sobre a fiação do capacitor do motor

1. Posso usar um capacitor com classificação de microfarad maior que o original?

Não. Uma classificação de microfarad mais alta aumenta a corrente no enrolamento auxiliar, o que aumenta a temperatura e pode reduzir a vida útil do motor. Em um capacitor de funcionamento, o valor deve permanecer dentro ±5% da classificação da placa de identificação. Num capacitor de partida, a tolerância é um pouco maior, mas o valor correto ainda é aquele listado na placa de identificação do motor ou no manual de serviço.

2. Qual fio se conecta a qual terminal do capacitor?

Os capacitores de funcionamento do motor não são polarizados, portanto, não importa qual fio vai para qual terminal do próprio capacitor. O que importa é onde esses dois fios vão: um vai para a linha viva e o outro vai para o terminal do enrolamento de partida. O neutro se conecta ao terminal comum do motor, não ao capacitor.

3. Por que o motor zumbe, mas se recusa a dar partida?

Um motor com zumbido sem rotação geralmente significa que o capacitor de partida não está fornecendo a mudança de fase, a chave centrífuga está travada aberta ou o próprio enrolamento de partida está aberto. Teste primeiro o capacitor com um medidor de capacitância; se estiver próximo de zero ou muito acima de seu valor nominal, substitua-o. Se o capacitor estiver bom, verifique a chave e a continuidade do enrolamento.

4. Sempre preciso descarregar o capacitor antes de fazer a fiação?

Sim, sempre. Um capacitor de motor CA pode reter uma carga residual mesmo depois que a alimentação for desconectada, especialmente em circuitos com retificadores ou quando o motor parou em um ponto infeliz da onda senoidal. Faça um curto-circuito nos terminais através de um resistor de 20kΩ por 10 segundos e depois verifique com um voltímetro.

5. Um capacitor de operação pode substituir um capacitor de partida ou vice-versa?

Não, porque eles são projetados para ciclos de trabalho completamente diferentes. Um capacitor de operação é construído para corrente CA contínua e possui baixa capacitância; usá-lo como capacitor de partida não fornecerá torque suficiente. Um capacitor de partida tem uma capacitância alta e uma classificação de serviço intermitente curto; usá-lo como um capacitor de funcionamento fará com que ele superaqueça, inche e falhe em minutos.

6. Por que existem dois capacitores em alguns motores monofásicos?

Estes são motores de partida e operação por capacitor. O capacitor de partida de alto valor fornece torque durante a aceleração e é desconectado por um interruptor ou relé. O capacitor de funcionamento de valor mais baixo permanece no circuito para melhorar a eficiência de funcionamento e o fator de potência. Cada um tem um caminho de fiação separado, portanto nunca substitua ambos por um único capacitor de valor intermediário.