Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Indice de contenidos
- ¿Qué es el motor de histéresis?
- Construcción del motor de histéresis
- Principio de funcionamiento del motor de histéresis
- ¿Qué es la pérdida de potencia por histéresis, P h en el motor de histéresis?
- ¿Cuál es la característica de par-velocidad del motor de histéresis?
- ¿Cuáles son las características de velocidad-par?
- ¿Cuál es el par de arranque del motor de histéresis?
- Tipos de motores de histéresis
- Ventajas del motor de histéresis
- Desventajas del motor de histéresis
- Aplicaciones del motor de histéresis
¿Qué es el motor de histéresis?
El motor de histéresis se define como un motor síncrono que tiene rotor cilíndrico y trabaja sobre las pérdidas por histéresis inducidas en el rotor de acero templado con alta retentividad. Es un motor monofásico y su rotor está fabricado en material ferromagnético con soporte no magnético sobre el eje.
Construcción del motor de histéresis
Un motor de histéresis está formado por cinco componentes principales:
- Estator
- Bobinado del estator monofásico
- Rotor
- Eje
- Bobina de sombreado
Los dos componentes más importantes del motor de histéresis son el estator y el rotor:
- Estator: el estator del motor de histéresis está diseñado de una manera particular para producir un campo giratorio síncrono a partir de un suministro monofásico. El estator lleva dos devanados, (a) devanado principal (b) devanado auxiliar. En otro tipo de diseño de motor de histéresis, el estator sostiene los polos de tipo sombreado.
- Rotor: El rotor del motor de histéresis está hecho de material magnético que tiene una alta propiedad de pérdida por histéresis. Ejemplo de este tipo de materiales es el cromo, acero al cobalto o alnico o aleación. La pérdida de histéresis se vuelve alta debido a la gran área del bucle de histéresis .
El rotor no lleva ningún devanado ni dentado. La parte cilíndrica magnética del rotor se ensambla sobre el eje a través de un eje de material no magnético como el latón.
El rotor está provisto de alta resistencia para reducir las pérdidas por corrientes parásitas .
Principio de funcionamiento del motor de histéresis
El comportamiento de arranque de un motor de histéresis es como un motor de inducción monofásico y el comportamiento de funcionamiento es el mismo que el de un motor síncrono. Paso a paso, su comportamiento se puede realizar en el principio de funcionamiento que se indica a continuación.
En la condición inicial
- Cuando el estator se energiza con un suministro de CA monofásico, se produce un campo magnético giratorio en el estator.
- Para mantener el campo magnético giratorio, los devanados principal y auxiliar deben alimentarse continuamente al inicio y en condiciones de funcionamiento.
- Al inicio, por fenómeno de inducción, el campo magnético giratorio del estator induce una tensión secundaria en el rotor. Por lo tanto, se genera una corriente parásita que fluye en el rotor y desarrolla el rotor.
- Por lo tanto, el par de corriente parásita se desarrolla junto con el par de histéresis en el rotor. El par de histéresis en el rotor se desarrolla a medida que el material magnético del rotor tiene una alta propiedad de pérdida por histéresis y una alta retentividad.
- El rotor pasa por debajo de la frecuencia de deslizamiento antes de pasar a la condición de funcionamiento en estado estable.
- Entonces se puede decir que cuando el rotor comienza a girar con la ayuda de este par de corrientes parásitas debido al fenómeno de inducción, se comporta como un motor de inducción monofásico.
En condición de funcionamiento en estado estable
-
- Cuando la velocidad del rotor alcanza aproximadamente la velocidad síncrona, el estator empuja el rotor en sincronismo.
- En la condición de sincronismo, el movimiento relativo entre el campo del estator y el campo del rotor desaparece. Así que no hay más fenómenos de inducción que continúen. Por lo tanto, no se generarán corrientes parásitas en el rotor. Por lo tanto, el par debido a las corrientes parásitas se desvanece.
- En el momento de la rotación del rotor a la velocidad síncrona, el flujo del campo magnético giratorio en el estator produce polos en el rotor por inducción; se denominan polos norte (N) y sur (S). Por lo tanto, el rotor se comporta como un imán permanente que tiene el eje del rotor como el eje magnético inducido.
- Para un magnetismo residual o retentividad elevados, la fuerza del polo del rotor permanece sostenible o sin cambios. Una vez más, a mayor remanencia, mayor es el par de histéresis y el par de histéresis es siempre independiente de la velocidad del rotor. La alta capacidad de retención permite el bloqueo magnético continuo entre el estator y el rotor y, por lo tanto, el motor gira a velocidad síncrona.
- El trabajo máximo realizado para establecer las pérdidas por histéresis bajo el ciclo de magnetización en el rotor es igual al área de superficie dentro de la curva de histéresis BH.
- En un par de carga más bajo, el trabajo necesario para hacer girar el rotor es igual al trabajo de magnetización máximo del fenómeno de histéresis disponible ya en el rotor. Por lo tanto, el eje del polo magnético inducido siempre sigue el eje del campo magnético giratorio del estator sin ningún ángulo de retraso.
- Pero cuando el par de carga es suficientemente alto, el trabajo de magnetización máximo en el rotor por fenómeno de histéresis no puede cumplir con el trabajo realizado para hacer girar el rotor.
- Por lo tanto, el eje del campo magnético inducido o el eje del polo del rotor se retrasa con respecto al eje del campo magnético giratorio del estator en un ángulo δ h . Por lo tanto, el eje del polo del rotor intenta alcanzar el eje del campo magnético del estator.
- Si se aumenta el par de carga, este ángulo de retraso aumentará hasta δ máx. Antes de caer por debajo de la condición síncrona.
- Los polos del rotor son atraídos hacia los polos del estator en movimiento y funcionan a una velocidad sincrónica.
- Como no hay deslizamiento en la condición de funcionamiento en estado estable, solo está presente el par de histéresis para mantener el rotor funcionando a velocidad síncrona y se comporta como un motor síncrono.
¿Qué es la pérdida de potencia por histéresis, P h en el motor de histéresis?
La pérdida de potencia de histéresis en el rotor del motor de histéresis viene dada por 
Donde,
f r es la frecuencia de inversión de flujo en el rotor (Hz)
B max es el valor máximo de densidad de flujo en el entrehierro (T)
P h es el calor -Pérdida de potencia por histéresis (W)
k h es la constante de histéresis
¿Cuál es la ecuación de par de histéresis en el motor de histéresis?
De la ecuación del par de histéresis, queda claro que el par de histéresis es independiente de la frecuencia y la velocidad.
¿Cuál es la característica de par-velocidad del motor de histéresis?
Las características de par-velocidad del motor de histéresis se indican a continuación.
Sabemos que se produce un par de histéresis constante en el motor de histéresis. Este par de valor constante permite que el motor sincronice cualquier carga que pueda acelerar.
El rango de funcionamiento normal se menciona con una línea vertical oscura.
¿Cuáles son las características de velocidad-par?
Las características de velocidad-par de un motor de histéresis se muestran a continuación.
El par es casi constante desde el arranque hasta la condición de funcionamiento. En la condición de arranque, el par de arranque es el par de corriente parásita junto con el par de histéresis. Pero en la condición de funcionamiento, el par de funcionamiento neto significa solo el par de histéresis.
¿Cuál es el par de arranque del motor de histéresis?
Suponga que Φ S es el flujo del estator a velocidad síncrona.
Φ r es el flujo del rotor. Debido al efecto de histéresis, Φ r se retrasa Φ S en un ángulo α.
Entonces el par de arranque producido viene dado por 
K es la constante proporcional.
Tipos de motores de histéresis
Hay varios tipos de motores de histéresis por construcción. Son:
- Motores de histéresis cilíndricos: Tiene rotor cilíndrico.
- Motores de histéresis de disco: Tiene rotor en forma de anillo anular.
- Motor de histéresis de campo circunferencial: Tiene rotor soportado por un anillo de material no magnético con permeabilidad magnética nula.
- Motor de histéresis de campo axial: Tiene rotor soportado por un anillo de material magnético con permeabilidad magnética infinita.
Ventajas del motor de histéresis
Las principales ventajas del motor de histéresis se detallan a continuación:
- Como no hay dientes ni bobinado en el rotor, no se producen vibraciones mecánicas durante su funcionamiento.
- Su funcionamiento es silencioso y silencioso ya que no hay vibraciones.
- Es adecuado para acelerar cargas de inercia.
- La operación de varias velocidades se puede lograr empleando un tren de engranajes.
Desventajas del motor de histéresis
Las desventajas del motor de histéresis se dan a continuación:
- El motor de histéresis tiene una salida deficiente que es un cuarto de la salida de un motor de inducción con la misma dimensión.
- Baja eficiencia
- Par bajo.
- Factor de potencia bajo
- Este tipo de motor está disponible solo en tamaño muy pequeño.
Aplicaciones del motor de histéresis
Los motores de histéresis tienen muchas aplicaciones, que incluyen:
- Equipos de producción de sonido
- Instrumentos de grabación de sonido
- Tocadiscos de alta calidad
- Dispositivos de cronometraje
- Relojes electricos
- Teleimpresoras
