Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Los motores de inducción monofásicos se arrancan automáticamente al proporcionar un flujo adicional por algunos medios complementarios.
Los motores de inducción monofásicos se clasifican en función de cómo se genera este flujo adicional:
- Motor de inducción de fase dividida.
- Motor inductor de arranque por condensador .
- Motor de inducción de funcionamiento por condensador de arranque por condensador (método de condensador de dos valores. Se utiliza tanto para arrancar como para hacer funcionar el motor).
- Motor de condensador dividido permanente (PSC).
- Motor de inducción de polo sombreado.
Indice de contenidos
Motor de inducción de fase dividida
Además del devanado principal o el devanado en funcionamiento, el estator de un motor de inducción monofásico lleva otro devanado llamado devanado auxiliar o devanado de arranque. Un interruptor centrífugo está conectado en serie con el devanado auxiliar.
Este interruptor tiene como objetivo desconectar el devanado auxiliar del circuito principal cuando el motor alcanza una velocidad de entre el 75 y el 80% de la velocidad síncrona.
Sabemos que el devanado en marcha es de naturaleza inductiva. Nuestro objetivo es crear la diferencia de fase entre los dos devanados, y esto es posible si el devanado inicial tiene una alta resistencia .
En la siguiente figura, las variables representan:
- Yo corro es la corriente que fluye por la tubería principal o corre sinuosa,
- Me pongo es la corriente que fluye en el devanado de arranque,
- V T es la tensión de alimentación.
Para un devanado altamente resistivo, la corriente está casi en fase con el voltaje, y para un devanado altamente inductivo, la corriente se retrasa con respecto al voltaje en un ángulo grande.
El devanado de arranque es altamente resistivo, por lo que la corriente que fluye en el devanado de arranque se retrasa con respecto al voltaje aplicado en un ángulo muy pequeño y el devanado en funcionamiento es de naturaleza altamente inductiva, por lo que la corriente que fluye en el devanado en funcionamiento se retrasa con respecto al voltaje aplicado en un ángulo grande. .
La resultante de estas dos corrientes es I T ; la resultante de estas dos corrientes produce un campo magnético giratorio que gira en una dirección.
En un motor de inducción de fase dividida, la corriente principal y de arranque se dividen entre sí en algún ángulo, por lo que este motor obtuvo su nombre como motor de inducción de fase dividida.
Aplicaciones del motor de inducción de fase dividida
Los motores de inducción de fase dividida tienen una corriente de arranque baja y un par de arranque moderado.
Estos motores se utilizan en ventiladores, sopladores, bombas centrífugas, lavadoras, trituradoras, tornos, ventiladores de aire acondicionado, etc. Estos motores están disponibles en tamaños que van desde 1/20 hasta 1/2 KW.
Inicio de capacitor IM y Inicio de capacitor Inicio de capacitor IM
El principio de funcionamiento de los motores de inducción de arranque por condensador es casi el mismo que el de los motores de inducción de arranque por condensador.
Ya sabemos que un motor de inducción monofásico no arranca automáticamente porque el campo magnético producido no es de tipo giratorio. Para producir un campo magnético giratorio, debe haber alguna diferencia de fase.
En el caso de un motor de inducción de fase dividida, usamos resistencia para crear una diferencia de fase, pero aquí usamos un capacitor para este propósito. Estamos familiarizados con el hecho de que la corriente que fluye a través del condensador conduce al voltaje.
Así, en el condensador de arranque del inductor y del motor de inducción condensador de marcha de arranque por condensador, que están utilizando dos devanados, enrollar el principal, y el devanado de arranque.
Con el devanado inicial, conectamos un capacitor, por lo que la corriente que fluye en el capacitor, es decir, I st conduce al voltaje aplicado en algún ángulo, φ st .
El devanado en funcionamiento es de naturaleza inductiva, por lo que la corriente que fluye en el devanado en funcionamiento se retrasa con respecto al voltaje aplicado en un ángulo, φ m .
Ahora se producen grandes diferencias de ángulo de fase entre estas dos corrientes, que producen una corriente resultante. Esto producirá un campo magnético giratorio ya que el par producido por estos motores depende de la diferencia del ángulo de fase, que es de casi 90 o .
Entonces, estos motores producen un par de arranque muy alto. En el caso del motor de inducción de arranque con condensador, el interruptor centrífugo se proporciona para desconectar el devanado de arranque cuando el motor alcanza una velocidad de hasta el 75 al 80% de la velocidad síncrona, pero en el caso del motor de inducción, los condensadores de arranque con condensador hacen funcionar el motor de inducción.
No hay interruptor centrífugo, por lo que el condensador permanece en el circuito y mejora el factor de potencia y las condiciones de funcionamiento del motor de inducción monofásico.
Aplicación de capacitor Start IM y capacitor Start Capacitor Run IM
Estos motores tienen un alto par de arranque; de ahí que se utilicen en transportadores, trituradoras, acondicionadores de aire, compresores, etc. Están disponibles hasta 6 kW.
Motor de condensador dividido permanente (PSC)
Tiene rotor de jaula y estator. El estator tiene dos devanados: principal y auxiliar. Tiene un solo condensador en serie con el devanado de arranque. No tiene interruptor de arranque.
Ventajas del motor de condensador dividido permanente
No se necesita un interruptor centrífugo. Tiene mayor eficiencia y par de extracción.
Aplicaciones del motor de condensador dividido permanente
Encuentra aplicaciones en ventiladores y sopladores en calentadores y acondicionadores de aire. También se utiliza para impulsar maquinaria de oficina.
Motores de inducción monofásicos de polo sombreado
El estator del motor de inducción monofásico de polos sombreados tiene polos salientes o proyectados. Estos polos están sombreados por una banda o anillo de cobre, que es de naturaleza inductiva.
Los polos se dividen en dos mitades desiguales. La porción más pequeña lleva la banda de cobre y se llama la porción sombreada del poste.
ACCIÓN: Cuando se suministra una alimentación monofásica al estator de un motor de inducción de polos sombreados, se produce un flujo alterno.
Este cambio de flujo induce fem en la bobina sombreada. Dado que esta parte sombreada está en cortocircuito, la corriente se produce en ella en una dirección tal que se oponga al flujo principal .
El flujo en el polo sombreado va por detrás del flujo en el polo no sombreado. La diferencia de fase entre estos dos flujos produce un flujo giratorio resultante.
Sabemos que la corriente del devanado del estator es de naturaleza alterna, al igual que el flujo producido por la corriente del estator. Para comprender claramente el funcionamiento del motor de inducción de polos sombreados, considere tres regiones:
- Cuando el flujo cambia su valor de cero a un valor positivo casi máximo.
- Cuando el flujo permanece casi constante en su valor máximo.
- Cuando el flujo disminuye de un valor máximo positivo a cero.
REGIÓN 1:
Cuando el flujo cambia su valor de cero a casi el valor positivo máximo – En esta región, la tasa de flujo y corriente crecientes es muy alta.
De acuerdo con la ley de Faraday , siempre que hay un cambio en el flujo se induce fem. Dado que la banda de cobre es un cortocircuito, la corriente comienza a fluir en la banda de cobre debido a esta fem inducida. Esta corriente en la banda de cobre produce su propio flujo.
Según la ley de Lenz , la dirección de esta corriente en la banda de cobre es tal que se opone a su propia causa, es decir, aumento de la corriente.
Por lo tanto, el flujo del anillo sombreado se opone al flujo principal, lo que conduce al apiñamiento del flujo en la parte no sombreada del estator, y el flujo se debilita en la parte sombreada.
Esta distribución no uniforme del flujo hace que el eje magnético se desplace en el medio de la parte no sombreada.
REGIÓN 2:
Cuando el flujo permanece casi constante en su valor máximo. En esta región, la tasa de corriente ascendente y, por lo tanto, el flujo permanece casi constante.
Por tanto, hay muy poca fem inducida en la parte sombreada. El flujo producido por esta fem inducida no tiene ningún efecto sobre el flujo principal y, por lo tanto, la distribución del flujo permanece uniforme y el eje magnético se encuentra en el centro del polo.
REGIÓN 3:
Cuando el flujo disminuye de un valor máximo positivo a cero: en esta región, la tasa de disminución del flujo y, por lo tanto, la corriente es muy alta. De acuerdo con la ley de Faraday , siempre que hay un cambio en el flujo se induce fem.
Dado que la banda de cobre es un cortocircuito, la corriente comienza a fluir en la banda de cobre debido a esta fem inducida. Esta corriente en la banda de cobre produce su propio flujo. Según la ley de Lenz , la dirección de la corriente en la banda de cobre es tal que se opone a su propia causa, es decir, una disminución de la corriente.
Por lo tanto, el flujo de anillo sombreado ayuda al flujo principal, lo que conduce a la acumulación de flujo en la parte sombreada del estator, y el flujo se debilita en la parte no sombreada. Esta distribución no uniforme del flujo hace que el eje magnético se desplace en el medio de la parte sombreada del polo.
Este desplazamiento del eje magnético continúa durante el ciclo negativo y conduce a la producción de un campo magnético giratorio. La dirección de este campo es desde la parte no sombreada del poste hasta la parte sombreada del poste.
Ventajas y desventajas del motor de polo sombreado
Las ventajas del motor de inducción de polo sombreado son
- Muy económico y confiable.
- La construcción es simple y robusta porque no hay interruptor centrífugo.
Las desventajas del motor de inducción de polo sombreado son
- Factor de potencia bajo.
- El par de arranque es muy pobre.
- La eficiencia es muy baja ya que las pérdidas de cobre son altas debido a la presencia de la banda de cobre.
- La inversión de velocidad también es difícil y cara, ya que requiere otro juego de anillos de cobre.
Aplicaciones del motor de polos sombreados
Las aplicaciones de los motores de inducción de motores de polos sombreados son:
Debido a sus bajos pares de arranque y costo razonable, estos motores se emplean principalmente en instrumentos pequeños, secadores de cabello, juguetes, tocadiscos, ventiladores pequeños, relojes eléctricos, etc. Estos motores generalmente están disponibles en un rango de 1/300 a 1/20. KW.
