¿Sabías que los motores de inducción monofásicos son una pieza clave en un sinnúmero de aplicaciones industriales y domésticas? En este artículo, te brindaremos toda la información que necesitas sobre los diferentes tipos de motores de inducción monofásicos y sus amplias aplicaciones en diversos sectores. Desde electrodomésticos hasta equipamiento industrial, descubre cómo estos motores pueden hacer tu vida más fácil. ¡Sigue leyendo para saber más!
Existen 5 tipos de motores de inducción monofásicos en función de sus métodos de arranque: Inicio de resistencia, Arranque del condensador, Funcionamiento del condensador de arranque del condensador, Condensador permanentey motor de inducción monofásico de polos sombreados. Cada uno de ellos se analiza en detalle a continuación.
Un motor de inducción monofásico crea un campo magnético alterno al suministrar corriente alterna a sus devanados. Pero el campo magnético que genera es pulsante. En otras palabras, el campo magnético no gira, como en el caso de un motor de inducción trifásico.
El campo magnético se acumula en una dirección, cae a cero y luego se acumula en la dirección opuesta. Por lo tanto, necesitamos alguna ayuda externa para hacer que el campo magnético gire. Mediante el uso de algunos métodos de arranque, podemos hacer que un motor de inducción monofásico arranque automáticamente.
Según estos métodos de arranque, existen cinco tipos de motores de inducción monofásicos. Pero antes de hablar de los tipos de motores de inducción monofásicos, veamos los requisitos mínimos para crear un campo magnético giratorio.
Cómo se genera el campo magnético giratorio en un motor de inducción monofásico
Un campo magnético giratorio requiere al menos dos devanados. Y la configuración debe seguir estas dos reglas:
- Los devanados deben tener una separación de 90 grados eléctricos.
- Deben estar excitados por dos campos electromagnéticos alternos que se desplazan 90 grados en la fase de tiempo.
**Imagen de cortesía: revolución eléctrica
Pero un motor de inducción monofásico tiene solo un devanado. Por lo tanto, para crear un campo magnético giratorio utilizando un solo suministro de CA y un solo devanado, se usa un devanado auxiliar. Este devanado se coloca perpendicular al devanado primario del motor.
La impedancia del devanado auxiliar es diferente a la del devanado primario. Por lo tanto, crea una diferencia de fase entre las corrientes que fluyen en los dos devanados, lo que conduce a la creación de un campo magnético giratorio.
Tipos de motores de inducción monofásicos
Según el tipo de impedancia conectada al devanado auxiliar del motor, existen cinco tipos de motores de inducción monofásicos.
- Motor de arranque por resistencia
- Motor de arranque por condensador
- Motor de funcionamiento del condensador de arranque del condensador
- motor de condensador permanente
- Motor de polo sombreado
Analicemos cada uno de los tipos anteriores de motores de inducción monofásicos en detalle.
Motor de inducción monofásico de arranque por resistencia
En este método, conectamos una alta resistencia en serie con el devanado auxiliar del motor, como se muestra en la figura.
La inductancia total en ambos devanados es la siguiente:
- El devanado auxiliar tiene una alta resistencia pero una baja reactancia inductiva.
- El devanado primario tiene una baja resistencia pero una alta reactancia inductiva.
Debido a esto, la corriente del devanado primario (Im) tiene un retraso del voltaje aplicado de 65 a 75 grados, mientras que la corriente del devanado auxiliar (Is) tiene un retraso de 35 a 45 grados. Por lo tanto, hay una diferencia de unos 20-30 grados entre ambas corrientes, como se muestra en el diagrama fasorial a continuación.
Aunque existe una pequeña diferencia de fase entre las corrientes, todavía es suficiente para arrancar el motor.
Cuando la velocidad del motor alcanza del 75 al 80 % de la velocidad síncrona, un interruptor centrífugo desconecta el devanado auxiliar del circuito del motor. Protege el devanado auxiliar del sobrecalentamiento y la quema.
Aplicaciones
- Estos motores son ideales solo para cargas de inercia pequeña que requieren un par de arranque moderado.
- Incluye herramientas para trabajar la madera, amoladoras, ventiladores, sopladores, etc.
Motor de inducción monofásico de arranque por condensador
Es una forma mejorada del método de inicio de resistencia. Contiene un condensador electrolítico en serie con el devanado auxiliar. En este caso:
- El devanado auxiliar tiene una reactancia capacitiva más alta.
- El devanado primario tiene una alta reactancia inductiva.
Debido a esto, la corriente en el devanado primario va a la zaga del voltaje aplicado, mientras que la corriente del devanado auxiliar se adelanta al voltaje aplicado, como se muestra en el diagrama fasorial.
Es visible que la diferencia de fase entre las corrientes ha aumentado significativamente. Por lo tanto, el par de arranque del motor también aumenta.
Aplicaciones
- Los motores de arranque por condensador son eficientes para usar en ventiladores, sopladores, bombas de chorro, bombas de sumidero, etc.
- También son ideales para herramientas de taller de granja y hogar, quemadores de aceite, etc.
Motor de inducción monofásico con arranque por condensador y funcionamiento por condensador
Aunque el uso de un condensador electrolítico aumenta el par de arranque, tiene dos problemas:
- Estos condensadores están clasificados solo para servicio de corta duración. Se daña si se usa durante más tiempo.
- El dieléctrico del condensador se daña si el motor se pone en marcha con demasiada frecuencia en un intervalo de tiempo corto.
Por lo tanto, para obtener condiciones de arranque y funcionamiento uniformes, utilizamos motores de arranque y funcionamiento con condensador. Utiliza dos condensadores diferentes colocados en paralelo entre sí, como se muestra en la figura.
- El primero es un condensador impregnado de aceite (Cr). Es un condensador de clasificación continua con un valor más pequeño.
- El segundo es un condensador electrolítico (Cs). Es un condensador de servicio corto con un valor más alto.
Durante el arranque, ambos condensadores permanecen en el circuito. Se agrega la capacitancia general, lo que da un par de arranque más alto.
Cuando el motor alcanza el 75 % de la velocidad síncrona, el interruptor centrífugo desconecta el condensador de arranque (Cs) del circuito. Entonces, después de eso, solo el capacitor de funcionamiento (Cr) permanece con el devanado auxiliar.
Este método es diferente de los dos tipos anteriores de motores de inducción monofásicos. Aquí, el devanado auxiliar permanece conectado en el circuito en todo momento, es decir, tanto en el arranque como en el funcionamiento.
Ventajas
- Produce un par constante y genera menos ruido.
- Estos motores tienen una capacidad de sobrecarga un 25% mejor.
- Su eficiencia es mejor que los dos tipos anteriores de motores de inducción monofásicos.
Aplicaciones
- Debido a un mejor par de arranque y funcionamiento, estos motores son ideales para compresores, refrigeradores y bombas.
- Su característica de bajo nivel de ruido los hace beneficiosos para su uso en hospitales y estudios.
Motor de inducción monofásico de condensador permanente
Este motor usa solo un capacitor en serie con el devanado auxiliar. Aquí, el capacitor permanece conectado en el circuito durante el arranque y el funcionamiento. Por lo tanto, no hay necesidad de un interruptor centrífugo, como se discutió en los tipos anteriores de motores de inducción monofásicos.
Las ventajas de este motor son similares a las de un motor de inducción con arranque por condensador y funcionamiento por condensador. Pero debido al uso de un solo capacitor, este motor no puede brindar condiciones óptimas de arranque y funcionamiento. Utiliza un condensador de papel de aluminio con aislamiento Pyranol.
Aplicaciones
- Son ideales para ventiladores de techo, sopladores, enfriadores de habitaciones y otras aplicaciones domésticas.
- Debido a la simple inversión del motor, son mejores para reguladores de inducción y controles de hornos.
Motor de polo sombreado
Este motor es completamente diferente de los tipos anteriores de motores de inducción monofásicos. No tiene condensadores ni piezas de interruptores móviles. Su estator tiene polos salientes, provistos de su bobina excitante. Una correa de cobre (bobina de sombreado) envuelve el 25 % del polo del estator, como se muestra en la figura.
Laboral
Un suministro monofásico a la bobina del estator establece un campo magnético alterno en el núcleo. Este campo magnético alterno interactúa con la bobina de sombra e induce una corriente en la bobina de sombra. La corriente de la bobina de sombreado crea un flujo (flujo de la bobina de sombreado), que retrasa el flujo de la bobina principal en cierto ángulo.
Parece que el flujo de campo se desplaza de la parte no sombreada a la parte sombreada del polo. Este cambio de flujo es como un campo giratorio débil. Este campo giratorio interactúa con el rotor y crea un par de arranque.
Aplicaciones
- Debido al bajo par de arranque, solo son adecuados para juguetes, pequeños ventiladores, relojes eléctricos, etc.
- También son ideales para máquinas de pequeñas empresas como fotocopiadoras y máquinas expendedoras.
Preguntas frecuentes sobre los tipos de motores de inducción monofásicos y sus aplicaciones
1. ¿Qué son los motores de inducción monofásicos?
Los motores de inducción monofásicos son máquinas eléctricas rotativas utilizadas para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. Funcionan mediante el principio de la inducción electromagnética, donde una corriente alterna monofásica en el estator crea un campo magnético rotativo que induce un voltaje y una corriente en el rotor, generando así el movimiento mecánico.
2. ¿Cuáles son los tipos de motores de inducción monofásicos?
Existen diferentes tipos de motores de inducción monofásicos, pero los dos más comunes son:
- Motor de inducción monofásico de jaula de ardilla: Este tipo de motor tiene un rotor en forma de jaula de ardilla, compuesto por barras conductoras cortocircuitadas al final. Es ampliamente utilizado debido a su sencillez de construcción, bajo costo y alta eficiencia.
- Motor de inducción monofásico de fase partida: Este tipo de motor tiene un diseño especial en su estator para crear un campo magnético desequilibrado, lo que permite que el motor arranque desde un estado estacionario. Es utilizado principalmente en aplicaciones que requieren un par de arranque elevado, como compresores y bombas.
3. ¿Cuáles son las aplicaciones de los motores de inducción monofásicos?
Los motores de inducción monofásicos encuentran numerosas aplicaciones en diversos sectores, tales como:
- Electrodomésticos como lavadoras, secadoras, ventiladores y refrigeradores.
- Herramientas eléctricas como taladros, sierras y máquinas de coser.
- Sistemas de climatización y ventilación.
- Bombas de agua y compresores.
- Equipamiento agrícola.
Referencias:
Para obtener más información sobre los motores de inducción monofásicos, puedes visitar las siguientes fuentes:
