Motores Monofasicos

MOTOR DE INDUCCION MONOFASICO

Los motores monofásicos son motores con un solo devanado en el estator el cual es el devanado principal, usualmente poseen una potencia menor a 1KW.

Se emplean principalmente en electrodomésticos, se pueden alimentar entre una fase y el neutro. Éstos motores presentan algunos inconvenientes como lo son:

 Sufren debido a su potencia instantánea absorbida.

 Se inician principalmente desde cero.

El motor monofásico de inducción no puede ponerse en marcha por si solo: necesita de un medio auxiliar que lleve el motor hasta una determinada velocidad de giro, pues solamente en marcha se produce el intercambio energía eléctrica-energía mecánica necesaria.

La corriente alterna monofásica que atraviesa el arrollamiento del estator de un motor monofásico de inducción produce un flujo magnético que esta en fase con esta misma corriente, como se muestra en la figura 2. Los valores que toma el flujo magnético en los instantes 1, 2, 3… 9 están representados en la figura 3, donde se han dibujado las líneas de fuerza de este flujo magnético y los vectores representativos de la magnitud de este mismo flujo magnético.

Los motores monofásicos de inducción son una variante de los motores síncronos con rotor en jaula de ardilla. La configuración tiene sus polos en forma saliente.

El motor arranca como un motor asíncrono y luego pasa a motor síncrono, si no hay impedimento, por caga excesiva.

La velocidad es constante y viene determinada por la frecuencia de la red.

La carga puede hacer que el motor pierda el sincronismo.

FUNCIONAMIENTO DE MOTORES MONOFASICOS

Los motores de inducción son el sistema de accionamiento más utilizado, desde menos de un caballo hasta cientos de caballos de potencia, cuando no se requiere variación de la velocidad de giro. Los motores de inducción monofásicos son muy utilizados en aplicaciones de baja potencia. Por lo tanto, el diseño del rodamiento depende en gran medida de la aplicación final del motor.

TIPOS DE MOTORES MONOFASICOS

Motores de inducción de fase partida

Este tipo de motor tiene una buena eficacia y un par de arranque moderado. Son muy utilizados como motores de accionamiento para lavadoras, secadoras y lavavajillas.

Motores de inducción de arranque por condensador

Tienen el mismo rendimiento durante el funcionamiento que los motores de fase partida, pero un par de arranque más elevado. Se utilizan principalmente en sistemas de accionamiento de lavadoras.

Motores de condensador dividido permanente

Las principales características de este motor son su alta eficiencia, el funcionamiento silencioso y la reversibilidad continua. Esto hace que sea adecuado para una amplia gama de electrodomésticos, tales como lavadoras, secadoras, ventiladores y aparatos de aire acondicionado.

Motores de polos partidos

Son adecuados para aplicaciones de baja potencia (menos de 200 W). Se utilizan normalmente en ventiladores domésticos pequeños.

CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN

Las ecuaciones son:

V1 = E1 + I1• R1 +jI1 • X1

E2' = I2' • R2' + j I2' • X2'

I1 - I2' = Im

En que Im es la corriente requerida en el estator para crear un flujo resultante en el entrehierro. Esta corriente se puede descomponer en dos componentes:

a) IF0: corriente en fase con E1 que corresponde a las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault (Fo).

b) I : corriente retrasada en 90 º eléctrico respecto a E1, que corresponde a la corriente magnetizante.

Im = IF0 + I

IF0 = gm • E1

I = - jbm • E1 , luego

Im = Ym • E1

con Ym = gm - jbm

Fig. 3. Diagrama fasorial.

De la ecuacion se deduce que el circuito equivalente es:

Fig. 4. Circuito equivalente con transformador ideal.

Pasando por los parámetros del rotor al estator, para eliminar el transformador ideal, se obtiene:

Fig. 5. Circuito equivalente simplificado.

Eliminando las primas del rotor por comodidad y representando R2 / s como variable, tenemos:

Fig. 6. Circuito equivalente final.

Del circuito se aprecia que la potencia total transferida por el estator a través del entrehierro es:

Pc = m1 • I22 • R2 s

Donde Pc: Potencia del campo giratorio.

Las pérdidas del cobre del rotor son:

PCU R = m1 • I22 • R2

Por lo tanto, la potencia mecánica desarrollada por el motor es:

Pm = Pc - PCU R = m1 • I22 • R2 + m1 • I22 • R2

Luego:

Pm = m1 • I22 • R2 • (1 - s)

Pm = (1 - s) • Pc

Las pérdidas en el cobre también se pueden expresar como:

PCU = s • Pc

De aquí se puede ver que de la potencia total suministrada al rotor, la fracción (1 - s) se convierte en potencia mecánica y la fracción s se disipa en las pérdidas en su propio cobre. Por lo tanto, un motor de inducción que trabaja con gran deslizamiento es necesariamente de muy bajo rendimiento, entonces, el circuito equivalente es:

Fig. 7. Circuito equivalente, con pérdidas en el cobre.

El Torque electromagnético es:

T = Pm = S • (1 - s)

T = m1 • I22 • R2 • (1 - s) S • (1 - s)

T = 1 • m1• I22 • R2

O T

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