MOTORES MONOFÁSICOS
TRABAJO PREPARATORIO 1. Consultar el principio de funcionamiento de los siguientes motores: a) De fase partida: Este tipo de motor tiene dos devanados bien diferenciados, un devanado principal y otro devanado auxiliar. El devanado auxiliar es el que provoca el arranque del motor, gracias a que desfasa un flujo magnético respecto al flujo del devanado principal, de esta manera, logra tener dos fases en el momento del arranque. Al tener el devanado auxiliar la corriente desfasada respecto a la corriente principal, se genera un campo magnético que facilita el giro del rotor. Cuando la velocidad del giro del rotor acelera el par de motor aumenta. Cuando dicha velocidad está próxima al sincronismo, se logran alcanzar un par de motor tan elevado como en un motor trifásico, o casi. Cuando la velocidad alcanza un 75 % de sincronismo, el devanado auxiliar se desconecta gracias a un interruptor centrífugo que llevan incorporados estos motores de serie, lo cual hace que el motor solo funcione con el de vanado principal.
b) Espira de sombra: Son motores de muy pequeña potencia cuyo uso es muy limitado. La interacción entre el campo magnético pulsante principal y los campos creados por la corrientes inducidas en las “espiras de sombra”, produce un débil y deformado campo
giratorio, capaz de producir el arranque del motor. El inducido es un pequeño rotor de jaula de ardilla.
c) De reluctancia: Consiste en un eje de hierro apoyado sobre unos rodamientos que posibilitan su giro. Los dientes del rotor se orientan debido a un campo magnético creado por una corriente eléctrica. El movimiento del eje se hace posible debido a la conmutación del campo magnético. Una serie de bobinas, conectadas independientemente en pares de cada fase, envuelve los postes del estator. Cuando un par de bobinas de los polos del estator e s energizado, el rotor se mueve para alinearse con los postes del estator. Este sistema permite influir tanto en las revoluciones como en el par de giro del motor.
d) Universal: Es un motor serie de corriente contínua diseñado específicamente para la operación con corriente alterna. Un motor con excitación serie que se alimenta con corriente contínua, tiene ubicados de forma permanente en el espacio sus ejes magnéticos de los devanados de campo y armadura. Por tanto el eje de la armadura se mantiene en cuadratura con respecto al eje del campo. Eso implica torque constante. Si el motor serie se conecta a corriente alterna, la corriente se invierte cada medio ciclo.
2. Consultar los métodos empleados para arrancar un motor de inducción monofásico de fase partida. Además, diseñar y explicar el esquema de conexión para un arranque resistivo capacitivo. Arranque por condensador: Se utiliza cuando el par de arranque es insuficiente para arrancar una carga sobre el eje del motor. Se conecta un condensador en serie con el devanado de arranque, de forma que la intensidad de este devanado (I A) adelanta respecto a V y se desfasa mucho con respecto a IP. El par de arranque aumenta notablemente. Una vez arrancado el motor, se desconecta el devanado auxiliar y el motor sigue funcionando como monofásico simple.
Arranque por resistencia: Se emplea una resistencia PTC en serie con el bobinado de arranque. En el momento de conectar el motor la resistencia está fría y su valor es bajo, circulando una intensidad elevada por el bobinado de arranque. Esta corriente va calentando la resistencia, por lo que su valor va aumentando considerablemente, produciendo una disminución de la intensidad hasta hacerse muy pequeña. Un arranque resistivo capacitivo es parecido a un arranque con un inductor, puesto que lo que se necesita es una componente reactiva que pueda absorber o entreg ar esos reactivos. El siguiente esquema muestra dicha conexión: Consta de un interruptor centrífugo. El arrollamiento de la bobina principal es muy grueso, es muy inductivo. El arrollamiento de la bobina auxiliar es más fino que el ante rior, es más resistivo. Las bobinas tienen distinta impedancia.
β = φ principal- φ auxiliar β ≈ 40/60° T = K.I principal.sen β
Presenta la desventaja que la corriente de arranque es elevada La n de desconexión es aproximadamente el 70/80 % de la n de sincronismo
3. Investigar los métodos empleados para arrancar motores monofásicos de repulsión. Dibujar el circuito necesario. MOTOR DE ARRANQUE POR REPULSIÓN Y MARCHA POR INDUCCIÓN. Existen dos tipos: El de levantamiento de escobillas y el de escobillas rodantes. El estator y el rotor son iguales al de un motor de repulsión. Se diferencia en que tiene un mecanismo centrífugo que funciona al 75% de la velocidad de régimen. En el tipo de levantamiento de escobillas al llegar al 75% de la velocidad de régimen, levanta las escobillas y el motor sigue funcionando por inducción.En el tipo de escobillas rodantes, el mecanismo centrífugo corto-circuita las delgas del colector al llegar el inducido al 75% de la velocidad de régimen y sigue funcionando por inducción.
Propiedades: - Fuerte par de arranque; - Buena regulación de la velocidad; - La rotación se invierte de la misma forma que para el motor de repulsión. Aplicación: Refrigeradores, compresores, bombas.
MOTORES DE INDUCCIÓN – REPULSIÓN. El funcionamiento es igual al de un motor de arranque por repulsión y marcha por inducción, sin embargo, no tiene mecanismo centrífugo. Este motor tiene un devanado en jaula de ardilla debajo de las ranuras del inducido. Propiedades: - Buen par de arranque; - Buena regulación de la velocidad; - Debido a que no tiene mecanismo centrífugo tiene poco mantenimiento; - Actualmente es el más utilizado de los motores de repulsión. Aplicación: Aplicación similar al motor de arranque por repulsión y marcha por inducción.
4. ¿Es posible invertir el sentido de giro de los motores monofásicos de inducción de espira de sombra? Sustente su respuesta. No se puede invertir el sentido de giro de un motor monofásico de inducción de espira de sombra cuando este se encuentra operando. Este tipo de motor, debe ser desconectado y esperarse hasta que deje de girar por completo (Parado), antes de invertir el giro. De otra forma, aún si se conecta en reversa, el motor continuará girando con el mismo sentido que tenía, a menos que, se le aplique un sistema de frenado (electromecánico o eléctrico) que lo
detenga
inmediatamente.
Los únicos motores AC monofásicos, que permiten la inversión intempestiva del giro, son del tipo Split Motor.
5. Indicar la forma de invertir el sentido de giro de los motores monofásicos de fase partida. Los motores monofásicos de fase partida pueden girar porque en el arranque se conectan como motores bifásicos.
El cambio de giro se obtiene modificando la secuencia del bobinado de arranque con respecto al bobinado de trabajo.
1.- En algunos casos los motores tienen indicaciones en la placa de datos en las que nos piden quitar la tapa de conexiones. 2.- E intercalar los cables “rojos” “Recordemos la seguridad siempre debemos asegurarnos que no debe poder ser
alimentados circuitos mientras trabajamos con ellos, por lo que debemos bloquear y etiquetar interruptores”
Esto suele hacerse rápido por los electricistas expertos, los fabricantes ponen conexiones tipo terminal faston hembra bandera que facilitan la conexión y desconexión, Estos cables son las terminales T5 y T8 pertenecientes al bobinado de arranque.
Bibliografía:
Bhag S. Guru, Máquinas Eléctricas y Transformadores, 3era ed, Oxford University Press.
Fraile Mora, Jesús. Máquinas Eléctricas. Quinta edición. Editorial McGrawHill. Madrid – España.
A. E. Fitzgerald. Máquinas Eléctric as. Sexta edición. Editorial McGrawHill.
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http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=22&id_sec=3
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/salvatori_a_m/capitulo2.pdf
http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono9.htm#espira%20sombra
http://coparoman.blogspot.com/2014/05/como-se-cambia-el-sentido-de-giro-de-un.html
http://motoresinduccionmonofasicoelectupel.blogspot.com/
