LOS MOTORES MONOFÁSICOS DE CORRIENTEALTERNA INTRODUCCIÓN Cuando están en operación, este tipo de motores de inducción desarrollan un campo magnéticorotatorio, pero antes de que el rotor inicie la rotación, el estator produce solo un campo estacionario pulsante. Para producir un campo rotatorio y, por lo tanto, un par de arranque, se debe tener un devanado auxiliar defesado 90° con respecto al devanado principal. Una vez que el motor ha arrancado, el devanado auxiliar se remueve del circuito. Estos motores han sido perfeccionados a través de los años, a partir del tipo original de repulsión, en varios tipos mejorados que en la actualidad se conocen como: Motores de fase partida. Motores de arranque con capacitor. Motores con capacitor permanente. Motores de inducción-repulsión. Motores de polos sombreados. Motores universales. Motor de Fase Partida Como la potencia comercial que ordinariamente llega a los hogares en c-a monofásica, debe contarse con algún medio, ya sea en el circuito eléctrico del hogar o en el motor, para obtener dos fases provenientes de la potencia monofásica original, si se desea usar para poner en marcha y hacer que funcione un motor de c-a. El proceso de obtener dos fases en una se conoce como división de fase. Generalmente el medio para dividir c-a monofásica en dos fases se encuentra dentro del circuito del estator del motor de c-a. Una vez que se ha dividido apropiadamente la fase, se pueden usar las dos fases obtenidas para originar el campo magnético rotatorio. Un medio para dividir la fase es un devanado auxiliar especial montado en el estator que se llama devanado de arranque, para diferenciarlo del devanado de funcionamiento real del estator. En la mayor parte de los motores de c-a de fase dividida, el devanado de arranque sirve solo para poner en marcha el motor. Tiene una alta resistencia y una baja reactancia inductiva, en tanto que el devanado de operación tiene baja resistencia inductiva y alta reactancia; los dos devanados tienen características eléctricas diferentes. Cuando se empieza a aplicar potencia, ambos devanados se energizan. Debido a sus diferentes reactancias inductivas, el devanado de operación tiene una corriente que está atrasada con respecto a la corriente del devanado de arranque, dando origen a una diferencia de fase entre una y otra. Idealmente, la diferencia de fase debería ser de 90° pero en los motores prácticos, es mucho menor. Sin embargo, los devanados producen campos defasados. Esto origina un campo magnético rotatorio en el estator, que aplica par al rotor, poniendo en marcha al motor. Una vez que el motor ha alcanzado aproximadamente el 80% de su velocidad normal de funcionamiento, el rotor sigue las alteraciones del campo magnético originadas por el 1 debido a que funciona por la fuerza centrifuga originada por las revoluciones del rotor. Posee in interruptor que está conectado en seria con le devanado de arranque por lo que al abrirse se desconecta. El motor de fase partida tiene dos grupos de devanados. el devanado de arranque se desconecta del circuito por medio de un mecanismo llamado interruptor centrifugo. Se fabrica en potencias de 1/30 Hp hasta 1/2Hp. Ambas bobinas de conectan en paralelo y la tensión de la red se aplica a ambos. Se usan en máquinas. invirtiéndose las conexiones al devanado de arranque que. ventiladores. Si el interruptor centrífugo se encuentra abierto en el momento del arranque la corriente del bobinado de trabajo se eleva debido a la falta de giro del motor. el de trabajo y el de arranque. lavadoras y una gran cantidad de otras aplicaciones. Estos fueron los primeros motores monofásicos usados en la industria y aún perduran.devanado de funcionamiento. lo cual invierte la dirección inicial del desplazamiento de fase. 2 . Para reducir al mínimo las pérdidas de energía. Diagrama de un motor monofásico de fase partida. La dirección de un campo rotatorio de fase dividida puede cambiarse. bombas. invertir. Un método sencillo para invertir la dirección de la rotación de un motor de capacitor es el mismo que se aplicó en el caso del motor de fase dividida. para obtener un mejor funcionamiento del motor.Motor con Capacitor de Arranque: Cuando se describió el campo rotatorio de fase dividida. Este campo relocaliza el devanado de arranque 90 grados eléctricos desfasados con respecto al bobinado de trabajo. el capacitor y el devanado de arranque se desconectan del circuito por medio de un interruptor centrífugo. el par de arranque que resulta. el devanado de arranque con capacitor queda conectado en el circuito aun después del arranque. El par de arranque que produce un motor con estator de fase dividida también es inferior al máximo que podría obtenerse con una diferencia de fase ideal de 90 grados. Son en los que la corriente que es liberada por el capacitor durante el arranque hace que el par de arranque de estos motores sea dos veces mayor que uno de fase partida sin capacitor. Este sistema es una modificación del sistema de fase dividida. 3 . en la mayor parte de los motores comunes. de manera que es más eficiente. Diagrama de motor monofásico con capacitor de arranque. un capacitor de arranque de alto valor se conecta en serie con el devanado de arranque del estator para obtener un desplazamiento de fase de aproximadamente 90 grados para la corriente de arranque. El par de arranque de un motor de fase partida con capacitor es producido por un campo magnético giratorio dentro del motor. es decir. Sin embargo. se hizo notar que la diferencia de fase entre los devanados de arranque y operación es mucho menor a 90 grados. En algunos motores de capacitor. lo que hace que la corriente en el devanado de arranque se adelante a la del devanado de trabajo. aumenta considerablemente en relación con el sistema común de fase dividida. las conexiones a las puntas del devanado de arranque. Como resultado. Puede obtenerse un desplazamiento de fase más cercano a los 90 grados ideales si se utiliza un sistema de arranque por capacitor para originar un campo rotatorio en el estator. El devanado de arranque del estator con arranque por capacitor suele tener una resistencia más baja y un número de vueltas mayor que el tipo común de fase dividida. como en el caso de un motor común de fase dividida. Este método evita el uso del interruptor de arranque.Curva característica y diagrama de un motor monofásico con capacitor de arranque. si después de arrancar no se eliminan el condensador y el arrollamiento auxiliar del motor de arranque de condensador. En consecuencia. pero el par es menor en el arranque y el trabajo. en general. necesariamente. la corriente en la rama capacitiva es muy baja. Ya que trabaja en forma continua como motor de arranque por capacitor no se necesita interruptor centrifugo. Bajo el funcionamiento de este motor se encuentra una diferencia y a su vez diferencia con el motor de arranque con capacitor. Los motores de este tipo arrancan y trabajan en virtud de la descomposición de l fase de cuadratura que producen los dos devanados idénticos desplazados en tiempo y espacio. a diferencia de los de arranque por capacitor. Principio de operación: El capacitor que se usa se diseña para el servicio continuo y es del tipo de baño de aceite. se arrollan con alambre de un mismo diámetro y el mismo numero de vuelta. En estos motores el devanado de trabajo y arranque tienen un capacitor en serie. Motor de Capacitor: Este tipo de motor tiene dos devanados permanentes que. Este tipo de motor se presta al control de velocidad por variación del voltaje de suministro. Al instante de arranque. los devanados son idénticos. El valor del capacitor se basa más en su característica de marcha óptima que en la de arranque. El resultado es que estos motores. un compromiso entre los valores del mejor par de arranque y del mejor funcionamiento. dependiendo de la resistencia del rotor. el factor de potencia y el funcionamiento pueden mejorarse. el par de arranque debe sacrificarse porque la capacidad es. es decir. de entre 50 a 100 por ciento del par nominal. no tiene el alto par de marcha normal que producen los motores ya sea de arranque por capacitor o de arranque por resistencia. Significa. Se usan diversos métodos para ajustar el voltaje aplicado al estator y producir el control 4 . tienen par de arranque muy deficiente. 5A 7. Chumaceras 12. Rotor 2. Curva característica torque-velocidad de un motor con capacitor permanente. Las partes que lo conforman son principalmente: 1.). etc. compactos y de diseño moderno. unidades de calefacción o aire acondicionado.deseado de velocidad. como transformadores con varias salidas. 5 . hicieron posible hacerlos livianos. engranajes trasmisores. Devanado de trabajo 120v. Un buen diseño electromecánico y una cuidadosa selección de materiales en su construcción. Base 10. Flecha 3. variaciones. Balero Los motores con Capacitor Permanente son ideales para operar donde el encendido es realizado a través de reducción de velocidad (poleas. Entrehierro 13. Interruptor centrifugo 5. las aplicaciones de este motor pueden ser ventiladores de toma y descarga en maquinas de oficina. Terminales de conexión 11. Debido a su funcionamiento uniforme y a la posibilidad de controlar la velocidad. Tapas laterales 9. Devanado auxiliar 6. potenciómetros y resistencias o reactores con varias salidas. proporcionando versatilidad en su diversificada gama de aplicaciones. y encendidos directos en equipamientos que requieran mas fuerza. Estator 8. Capacitor 180&µf 4. pero cuando se aproxima a la velocidad normal de funcionamiento se convierte y funciona como un motor de inducción monofásico con rotor devanado. En el tipo de escobillas conectadas. estas se mantienen en contacto con el conmutador aun después de que se ha activado el dispositivo de conexión en corto y el motor funciona como si fuera de inducción. 6 . se origina un sistema ordinario de campo magnético rotatorio el rotor gira según esta acción. La conversión tiene lugar cuando un dispositivo especial que funciona centrífugamente y llamado conectador en corto. y así. un mecanismo en el motor levanta las escobillas del conmutador cuando se activa la conexión en corto circuito. Diagrama de motor de Inducción-repulsión. (Los mecanismos de conexión en corto y de levantamiento de carbones del motor de inducción de arranque por repulsión son operados por fuerza centrifuga. hace contacto con la carga interna del conmutador. En este punto. desvía todo el flujo de corriente de las escobillas.MOTOR DE INDUCCION ARRANCADO POR REPULSION El motor de inducción de arranque por repulsión se pone a funcionar igual que un motor de repulsión ordinario. El conector en corto es un anillo conductor que une los segmentos del conmutador. En el tipo de escobillas desconectadas.) Existen dos clases de motores de inducción de arranque por repulsión: el tipo de escobillas conectadas y el de escobillas desconectadas. son espiras de cobre que desvían los flujos magnéticos. Una explicación simple de su funcionamiento es que al recibir el campo magnético del estator se genera una tensión en la espira en corto circuito que reduce el campo en esa zona iniciando el giro. Es un motor formado por una bobina única. Este motor no necesita partes auxiliares como capacitores. escobillas y centrífugos. cuyo flujo magnético se desplaza por un núcleo rectangular similar a un transformador. robustez y bajo costo. En el extremo opuesto. Sin estas bobinas "de sombra". Estos motores son síncronos respecto a la frecuencia de alimentación y no funcionan con corriente continua. Las llamadas "Bobinas de sombra". porque el flujo seguiría una trayectoria perpendicular al interior de la perforación. o similar al de los motores "jaula de ardilla". el factor de potencia pobre. hay una perforación y dentro de ella se coloca un rotor de núcleo generalmente sólido. Las desventajas: Bajo par de arranque.Motores de Polos Sombreados. Las ventajas: su simplicidad. eficiencia baja menor del 35%. el núcleo permanecería inmóvil. Diagrama e ilustraciones del motor monofásico de polos sombreados. haciendo que al interior de la perforación adopten un giro que produzca que el núcleo gire. 7 . Su gama de potencia abarca desde 1/100 y 1/20 de HP. El colector y las escobillas actúan como un conmutador y mantienen al rotor girando mediante la acción de invertir los polos del campo respecto al de la armadura. los motores inferiores a 3/8 de caballo generalmente se construyen sin compensación.Motores Universales Estos motores tienen bobinado el estator y el rotor. Diagrama de un motor universal de c. Estos motores tienen la misma característica de velocidad y par cuando funcionan en c-a o en c-c.a. 8 . los motores universales pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el número de espiras de su armadura. por ejemplo aspiradoras. Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional de c-a. Como resultado. Están construidos en forma similar a uno de corriente continua. En general. El costo de los motores universales no compensados es relativamente bajo por o que su aplicación es muy común en aparatos domésticos ligeros. Normalmente se trata del devanado compensador del motor de serie o un devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los problemas de la reacción de armadura. diseñados especialmente para usarse en potencia ya sea de c-c o de c-a. cuentan con colector y sus dos bobinas están en serie. licuadoras. etc. Los motores universales grandes tienen algún tipo de compensación. taladros de mano.