Los motores de inducción monofásicos se fabrican de arranque automático proporcionando un flujo adicional por algunos medios adicionales. Ahora, dependiendo de estos medios adicionales, los motores de inducción monofásicos se clasifican como:
- Motor de inducción de fase dividida.
- Motor inductor de arranque del condensador.
- Motor de inducción de funcionamiento del condensador de arranque (método de condensador de dos valores).
- Motor de condensador dividido permanente (PSC).
- Motor de inducción de poste sombreado.
Motor de inducción de fase dividida
Además del bobinado principal o bobinado en marcha, el estator del motor de inducción monofásico lleva otro bobinado llamado bobinado auxiliar o bobinado de arranque. Un interruptor centrífugo está conectado en serie con devanado auxiliar. El propósito de este interruptor es desconectar el devanado auxiliar del circuito principal cuando el motor alcanza una velocidad de hasta 75 a 80% de la velocidad síncrona. Sabemos que el bobinado en marcha es de naturaleza inductiva. Nuestro objetivo es crear la diferencia de fase entre los dos bobinados y esto es posible si el bobinado de arranque tiene una alta resistencia. Digamos
Irun es la corriente que fluye a través del bobinado principal o corriente,
Istart es la corriente que fluye en el bobinado inicial,
y VT es la tensión de alimentación.
Sabemos que para el bobinado altamente resistivo, la corriente está casi en fase con el voltaje y para el bobinado altamente inductivo, la corriente está retrasada por detrás del voltaje en gran ángulo. El devanado de arranque es altamente resistente, por lo que la corriente que fluye en el devanado de arranque se retrasa por detrás del voltaje aplicado en un ángulo muy pequeño y el devanado en marcha es de naturaleza altamente inductiva, por lo que la corriente que fluye en el devanado en marcha se retrasa por detrás del voltaje aplicado en un ángulo grande. La resultante de estas dos corrientes es LA MISMA. La resultante de estas dos corrientes produce un campo magnético giratorio que gira en una dirección. En el motor de inducción de fase dividida, la corriente de arranque y principal se separan entre sí en algún ángulo, por lo que este motor recibió su nombre como motor de inducción de fase dividida.
Las 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. Por lo tanto, estos motores se utilizan en ventiladores, sopladores, bombas centrífugas, lavadora, amoladora, tornos, ventiladores de aire acondicionado, etc. Estos motores están disponibles en tamaños que van de 1/20 a 1/2 KW.
Inicio del Condensador IM y Ejecución del Condensador de Inicio del Condensador IM
El principio de funcionamiento y la construcción de los motores inductores de arranque del condensador y los motores de inducción de arranque del condensador son casi los mismos. Ya sabemos que el motor de inducción monofásico no se 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 del motor de inducción de fase dividida, usamos resistencia para crear diferencia de fase, pero aquí usamos condensador para este propósito. Estamos familiarizados con este hecho de que la corriente que fluye a través del condensador conduce el voltaje. Por lo tanto, en el motor inductor de arranque del condensador y el motor de inducción de funcionamiento del condensador de arranque del condensador, estamos utilizando dos bobinados, el bobinado principal y el bobinado de arranque. Con el devanado inicial conectamos un condensador para que la corriente que fluye en el condensador, es decir, conduce el voltaje aplicado en algún ángulo, φst.
El bobinado en marcha es de naturaleza inductiva, por lo que la corriente que fluye en el bobinado en marcha se retrasa por detrás del voltaje aplicado en un ángulo, φm. Ahora se producen grandes diferencias de ángulo de fase entre estas dos corrientes que producen una corriente resultante, I y esto producirá un campo magnético giratorio. Dado que el par producido por estos motores depende de la diferencia de ángulo de fase, que es de casi 90o, estos motores producen un par de arranque muy alto. En el caso del motor de inducción de arranque del condensador, el interruptor centrífugo se proporciona para desconectar el devanado de arranque cuando el motor alcanza una velocidad de hasta 75 a 80% de la velocidad síncrona, pero en el caso del motor de inducción de arranque del condensador, no hay interruptor centrífugo, por lo que el condensador >permanece en el circuito y ayuda a mejorar el factor de potencia y las condiciones de funcionamiento del motor de inducción monofásico.
Aplicación de Arranque de Condensador IM y Funcionamiento de Condensador de arranque de Condensador IM
Estos motores tienen un alto par de arranque, por lo que se utilizan en transportadores, trituradoras, acondicionadores de aire, compresores, etc. Están disponibles hasta 6 KW.
Motor de condensador dividido permanente (PSC)
Tiene un rotor de jaula y un estator. El estator tiene dos devanados: el principal y el auxiliar. Solo tiene un condensador en serie con bobinado inicial. No tiene interruptor de partida.
Ventajas y aplicaciones
No se necesita un interruptor centrífugo. Tiene una mayor eficiencia y un par de extracción. Encuentra aplicaciones en ventiladores y sopladores en calentadores y acondicionadores de aire. También se utiliza para conducir maquinaria de oficina.
Motores de Inducción Monofásicos de Poste Sombreado
El estator del motor de inducción monofásico de poste sombreado tiene polos salientes o proyectados. Estos postes están sombreados por una banda o anillo de cobre de naturaleza inductiva. Los polos se dividen en dos mitades desiguales. La porción más pequeña lleva la banda de cobre y se llama parte sombreada del poste.
ACCIÓN: Cuando se da un suministro monofásico al estator del motor de inducción de poste sombreado, se produce un flujo alterno. Este cambio de flujo induce emf en la bobina sombreada. Dado que esta porción sombreada está en cortocircuito, la corriente se produce en ella en una dirección tal que se opone al flujo principal. El flujo en el poste sombreado va a la zaga del flujo en el poste sin sombrear. La diferencia de fase entre estos dos flujos produce un flujo rotativo resultante.
Sabemos que la corriente de bobinado del estator es de naturaleza alterna y también lo es el flujo producido por la corriente del estator. Para comprender claramente el funcionamiento del motor de inducción de poste sombreado, 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 valor positivo máximo a cero.
REGIÓN 1:
Cuando el flujo cambia su valor de cero a un valor positivo casi máximo, en esta región la tasa de aumento 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, los campos electromagnéticos se inducen. Dado que la banda de cobre es un cortocircuito, la corriente comienza a fluir en la banda de cobre debido a este campo electromagnético inducido. Esta corriente en banda de cobre produce su propio flujo. Ahora, de acuerdo con 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, al aumento de la corriente. Por lo tanto, el flujo de 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 mueva en el centro de la parte no sombreada.
REGIÓN 2:
Cuando el flujo permanece casi constante en su valor máximo, en esta región la tasa de aumento de la corriente y, por lo tanto, el flujo permanece casi constante. Por lo tanto, hay muy poco campo electromagnético inducido en la porción sombreada. El flujo producido por este campo electromagnético inducido no tiene 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 valor positivo máximo a cero, En esta región la tasa de disminución en el 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, los campos electromagnéticos se inducen. Dado que la banda de cobre es un cortocircuito, la corriente comienza a fluir en la banda de cobre debido a este campo electromagnético inducido. Esta corriente en banda de cobre produce su propio flujo. Ahora, de acuerdo con 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, a la disminución de la corriente. Por lo tanto, el flujo de anillo sombreado ayuda al flujo principal, lo que conduce al apiñamiento del 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 centro de la parte sombreada del polo.
Este desplazamiento del eje magnético continúa también durante el ciclo negativo y conduce a la producción de campo magnético giratorio. La dirección de este campo es de la parte no sombreada del poste a la parte sombreada del poste.
Ventajas y desventajas del motor de poste Sombreado
Las ventajas del motor de inducción de poste sombreado son
- Muy económico y confiable.
- La construcción es simple y robusta porque no hay interruptor centrífugo.
Las desventajas del motor de inducción de poste sombreado son
- Factor de baja potencia.
- 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 banda de cobre.
- La inversión de velocidad también es difícil y costosa, ya que requiere otro juego de anillos de cobre.
Aplicaciones de motor de poste Sombreado
Las aplicaciones de motor de inducción de motores de poste sombreado 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.