Los motores monofásicos

MOTORES MONOFáSICOS.

INTRODUCCIÓN

Los motores monofásicos, llamados comúnmente como motores de inducción monofásicos asincrónicos son una maquina de corriente alterna, de la que solamente una parte: el rotor o el estator, esta conectado a la red y la otra parte trabaja por inducción, siendo la frecuencia de las fuerzas electromotrices inducidas proporcionalmente al resbalamiento

La elección de un motor de cualquier tipo para una determinada instalación requiere el conocimiento de los conjuntos de características, las del motor y las de la instalación. Para adoptar efectivamente el motor se debe tener en cuenta, las exigencias de la instalación donde se ha utilizar, considerando que el motor tendrá ciertos limites, los cuales no deberán ser superadas.

Los motores pueden ser de jaula de ardilla, o de rotor bobinado. Los primeros son preferidos en su uso por sencillez y costo, mientras que los segundos, son de un costo más elevado pero con ellos se obtienen mejores resultados en determinadas condiciones de trabajo.

Estos motores al poder ser conectados en una red de distribución monofásica, la cual es habitual en los hogares, los hace muy aplicables en la industria de maquinas herramientas, electrodomésticos, y aun en varias ramas dentro de la propia industria.

Comúnmente se clasifican como:

• Motor de fase partida.

• Motor de funcionamiento capacitivo.

• Motor con condensador permanente.

• Motor capacitivo y de arranque capacitivo.

También son construidos motores asincrónicos monofásicos tales como:

• De repulsión

• Universal

• De polos de sombra

• Motor paso a paso

MOTORES CON ROTOR TIPO JAULA DE ARDILLA

Motor de fase partida.

Curva de momento / velocidad con embobinado en el arranque.

Fueron los primeros motores monofásicos usados en la industria y aun perduran. Estos motores poseen dos bobinados de estator, uno principal (M) y otro auxiliar o denominado de arranque (A). Ambos bobinados se conectan en paralelo y la tensión de la red se aplica a ambos

Los bobinados M y A están separados en el estator 90 º eléctricos, y el A se diseña con un valor R/X (resistencia/impedancia) mayor que M. Para lograr esto, se suele emplear alambre mas fino para el embobinado auxiliar, esto se permite ya que el motor cuenta con un interruptor centrífugo que desconecta esta bobina a un 78-80% de la velocidad total del motor, quedando así actuada solo la bobina principal.

En la grafica Momento / velocidad se halla representado con línea discontinua, los puntos de desconexión del arranque, por la fuerza centrifuga. En la derecha, sería un arranque normal y a la izquierda se sitúa el punto donde el interruptor centrífugo actuaría si se sobrecargara el motor.

En la figura a la derecha (a), se representa un motor de fase partida en el cual se observan los bobinados principales y auxiliares del estator.

En la gráfica (b) se representa la corriente del bobinado A (Ia) y la del M (Im) donde se puede observar como Ia llega a su punto máximo antes que Im, lo q produce un campo magnético en A (Ba) previo al campo producido por Im en M (Bm), este desfasaje produce una rotación de los campos, en dirección contraria a las agujas del reloj, produciendo así un campo giratorio y permitiendo el giro del rotor, acelerándolo.

En la gráfica (c) se observa el momento de torsión y velocidad resultante.

La dirección de rotación del motor esta determinada por el embobinado auxiliar y su ubicación a 90º delante o detrás del principal, por lo tanto se puede cambiar el sentido de giro, solo con manipulación de las conexiones.

En la figura a la izquierda, (a) se puede observar la forma de conexión de un motor de fase partida con interruptor centrifugo. En la parte (b) se observa el grafico de las corrientes en el momento de arranque.

NOTA: en este tipo de motores por mas que este funcionando por debajo de su temperatura máxima de funcionamiento, sufre un calentamiento excesivo en el arranque, por lo que si al momento de elegir un motor, requiere un funcionamiento con pausas y arranques, es recomendable el uso de un motor con arranque capacitivo o bien, realizar las detenciones por medio de un embrague.

Motores de funcionamiento capacitivos.

Algunas veces son denominados motores capacitivos con división de fase. En estos motores el condensador ocupa el lugar del interruptor centrífugo. Por lo tanto se presentan algunos problemas nuevos con respecto al motor de fase partida, limitando su uso a aplicaciones muy específicas.

Motor de inducción con condensador de partida permanente.

Como lo mencionado anteriormente una de las dificultades principalmente es la impedancia del embobinado de arranque, ya que en el momento del arranque y hasta su velocidad final de funcionamiento, la impedancia de esta va aumentando, donde pasa de ser baja a tres veces mayor a la velocidad total, este efecto genera el inconveniente que el condensador sea seleccionado para un buen arranque o un funcionamiento óptimo, pero no ambos.

La segunda dificultad es la elección del condensador, que debe ser apto para corriente alterna, ya que los electrónicos no funcionan correctamente en un uso continuo en C.A.

En la figura izquierda se observa la conexión de este tipo de motores(a), y en la grafica (b) se esquematiza el momento de torsión y la velocidad.

NOTA: si se selecciona un funcionamiento óptimo, se obtendrá un motor que estará funcionando con una alta impedancia, por lo tanto, aumentara su velocidad, y se producirían menos ruidos y vibraciones que en otros motores monofásicos, ya que funciona como un verdadero motor bifásico.

Como contrapartida se establecerá un pobre momento de arranque, por lo que limita su utilización, donde habitualmente se extiende a poleas y motores con espacio reducido, donde no se puede alojar un interruptor centrífugo.

Si se selecciona un condensador de alto valor para mejorar el arranque, se puede lograr el defasaje de 90º entre bobinado principal y auxiliar, y ya que los bobinados están separados físicamente a 90º uno del otro, se puede llegar a obtener un 300% del valor nominal del momento de arranque, y así se logra un encendido que se comporta como el de un motor en una fuente trifásica.

En este caso su uso se extiende a motores que necesiten un alto momento de torsión de arranque, tales como, compresores, bombas y acondicionadores de aire.

Motores con condensador permanente.

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