MOTORES MONOFASICOS DE INDUCCION: Motor de arranque por condensador

MOTORES MONOFASICOS DE INDUCCION: Motor de arranque por condensador.

El campo magnético producido por una corriente monofásica en una bobina está siempre sobre el eje de la misma (es decir no se produce un campo magnético giratorio), si bien variará su valor y sentido.

Campo magnético producido por una corriente monofásica.

Para que los motores de inducción monofásicos pueden arrancar solos, es condición necesaria que se produzca un campo giratorio, para que se produzca un campo alterno giratorio tienen que haber por lo menos dos bobinas desfasadas entre sí 90º y es  necesario que haya un desfase* en el tiempo entre la corriente del arrollamiento auxiliar y la corriente del arrollamiento principal.

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Los campos alternos que se producen en el arrollamiento principal y arrollamiento secundario están desfasados entre sí en el espacio y en el tiempo, y forman un campo giratorio común. Ese campo giratorio permite el autoarranque.

El desfase*  entre las corrientes del arrollamiento principal y del arrollamiento secundario se consigue mediante el efecto de una capacidad, de una resistencia activa o por la mayor inductividad del arrollamiento auxiliar. Si se intercala una capacidad, una resistencia activa o una inductancia en el arrollamiento auxiliar de los motores de inducción monofásicos, se obtiene un campo giratorio. Los motores monofásicos con inductancia se utilizan poco, por su reducido par de arranque.

Motor de fase partida arranque por capacitor

 En virtud de su mayor par de arranque, los motores de fase partida y arranque por capacitor se emplean para bombas, compresores, unidades de refrigeración, acondicionadores de aire y lavadoras grandes, en los que se necesita un motor monofásico que desarrolla alto par de arranque bajo carga y cuando se requiere un motor reversible.

Como medio de mejorar el par relativamente bajo del motor de fase partida por resistencia se agrega un capacitor al devanado auxiliar para producir una relación casi real de 90° entre las corrientes de los devanados de arranque y de marcha, en lugar de aproximadamente 30°, elevando el par de arranque a los límites normales del par nominal. La figura muestra el diagrama de conexiones del motor de arranque por capacitor, cuya diferencia implica la adición de un capacitor en el devanado auxiliar. Se puede advertir también a partir de la figura, el mejoramiento del torque de partida debido a la inclusión del capacitor.

 Motor monofásico con condensador de partida.

 

Para cambiar el sentido de giro del motor, es necesario invertir la polaridad de la corriente del arrollamiento auxiliar. Esto se hace cambiando la conexión del condensador en la placa de bornes como se indica en la figura

 

 El condensador y la inductividad del arrollamiento auxiliar forman un circuito oscilante en serie. Por eso la tensión aplicada al condensador es superior a la tensión de la red. La máxima tensión en el condensador aparece cuando el motor gira en vacío. Los capacitores para el motor de condensador tienen que estar dimensionados para la máxima tensión que se pueda producir. En la tabla se muestran algunos valores comerciales usados

 Los motores de inducción monofásicos llevan un estator en cuyo paquete de chapas van alojados dos bobinados de Cobre. El bobinado principal, que suele denominarse arrollamiento principal va colocado en 2/3 de las ranuras del estator y sus conexiones llevan las designaciones Ul, U2. El arrollamiento auxiliar (bobinado auxiliar) Zl, Z2 va alojado en el tercio restante de ranuras, desfasado en el espacio 90º.

Otra forma de ver las cosas.

El procedimiento seguido más arriba para demostrar el funcionamiento del motor monofásico es irreprochable. Pero aún así se puede justificar el comportamiento de este tipo de máquinas utilizando una sencilla artimaña pedagógica.

La idea consiste en suponer que un campo pulsante, se puede interpretar como la suma de dos campos giratorios de igual módulo pero de sentidos de giro opuestos. Para comprender el funcionamiento de éstas máquinas debemos imaginar que el campo magnético alterno es en realidad la composición de dos campos de módulos constantes pero rotantes en sentidos opuestos. En la figura se esquematiza esta construcción abstracta en la que ahora se tiene el equivalente a dos motores trifásicos conectados en secuencias opuestas y unidos por su eje.

 

Si por algún medio, en cambio, se impulsara el rotor en un sentido cualquiera se induciría instantáneamente un par en el eje que aceleraría la máquina hasta alguna velocidad de equilibrio con el par resistente (en vacío, las pérdidas mecánicas propias). Entonces el motor monofásico puede pensarse como dos motores trifásicos opuestos en los que uno prevalece sobre el otro al definirse externamente un sentido de giro.

El campo creado por las corrientes del rotor es giratorio. En 20 ms se completa un giro completo, o lo que es lo mismo, el campo gira a 3000 r.p.m. El campo no es constante durante todo un ciclo, sino que oscila ligeramente, pero en todo caso, aunque no sea un campo giratorio perfecto, sí al menos, gira.