Motores Monofasicos Con Capacitor

I N S TA L A C I O N Y M A N T E N I M I E N T O D E L M O T O R M O N O FA S I C O D E I N D U C C I O N

Lo que debe hacer para desechar estos materiales es lo siguiente:

1.

Busque un recipiente de plástico o metal suficientemente duro para soportar este material corrosivo, este recipiente debe tener una tapadera hermética. hermética.

2.

Utilice un recipiente para cada residuo. Nunca mezcle los solventes o aceites que no sean del mismo tipo ya que esto provocará, en algunos casos, gases tóxicos y altamente inflamables.

3.

Cuando el recipiente esté lleno, puede llevarlo a la recicladora más próxima. próxima. Si aun no existiera alguna en el área, selle el recipiente y guárdelo en algún lugar seguro y adecuado. adecuado. En algún algún momento llegará la recicladora para procesarlos.

A DVERTENCIA DVERTENCIA

Nunca queme los restos de plásticos o inflamables ya que estos humos dañan la capa de ozono.

Utilice materiales que no son dañinos a la capa de ozono. Normalmente los materiales que no dañan la capa de ozono traen en la etiqueta una indicación, con la que usted puede saber si los puede utilizar.

2.5 MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE El Motor monofásico con capacitor de arranque tiene una aplicación muy extensa, ya que su gran par de arranque y su velocidad casi constante lo hacen idóneo

118

para compresores de aire, compresores de refrigeración, bombas de gasolina, quemadores de petróleo, etc. En aplicaciones como el impulso de compresores en sistemas de aire acondicionado que trabajan con alta contrapresión,, el motor con capacitor de arranque es contrapresión sin duda la elección elección inmediata, pero en otros casos como el de los refrigeradores para uso doméstico, el motor de fase partida constituye una alternativa más económica; un diseño cuidadoso del devanado auxiliar permitirá lograr un par de arranque suficiente en las condiciones de operación más severas que puedan presentarse. El costo de un motor con capacitor de arranque es un 40% ó 50% más alto que el de uno de fase partida, lo cual confirma que el capacitor sólo debe utilizarse cuando su elevado par de arranque es absolutamente necesario en la práctica.

2.5.1 DEFINICIÓN DE MOTOR CAPACITOR DE ARRANQUE

CON

El Motor con capacitor de arranque es similar al de fase partida, con la diferencia de tener conectado en serie al devanado auxiliar un capacitor de arranque con capacidad adecuada; va montado en la parte superior de la carcasa carc asa del motor. Observe Figura 2.55. Como el capacitor puede proyectarse de capacidad suficiente, con este tipo de motor se consigue en el arranque un desfase mayor que en el tipo de fase partida y, por tanto, mayor par de arranque y mejor rendimiento. rendimien to. Por esta razón se construyen en una gama más amplia de potencias, que abarca desde 1 /8 hasta 2 y 3 CV.

Fig. 2.55. Vista lateral lateral y frontal de un motor monofásico con capacitor de arranque.

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS

I N S TA L A C I O N Y MAN TE N I M IE N T O D EL M O T O R M O N O FA S I CO D E I ND UCC I O N

2.5.2 FUNCIONAMIENTO DE MOTOR MONOFASICO CON CAPACITOR DE ARRANQUE Ya se ha visto que en el caso del motor de fase partida, el diseñador dispone realmente de un escaso margen en cuanto al ángulo de diferencia de fase, que puede obtenerse entre las corrientes del devanado de trabajo y del devanado auxiliar. En cambio, si se coloca un capacitor de arranque (Ca) en serie con el devanado auxiliar es posible incrementar dicho ángulo hasta casi 90 grados. S i se recuerda que el par de arranque es proporcional al seno del ángulo comprendido entre las dos corrientes y que el seno de 30 grados (que es el valor angular máximo que puede obtenerse prácticamente en un motor de fase partida) es 0.5 y el seno de 90 grados es 1, resulta claro que sólo por este concepto el par de arranque sería por lo menos del doble en un motor con capacitor de arranque. Observe en la Figura 2.56 y 2.57 que la corriente de línea será mucho menor que en el caso de la máquina con capacitor de arranque de lo que sería en el motor de fase partida, debido precisamente a que el ángulo es mayor. Esto significa que para un mismo valor de corriente de línea, las corrientes del devanado auxiliar y del devanado de trabajo pueden ser mayores, con lo cual se incrementa aún más la magnitud del par de arranque.

Fig. 2.56. Esquema de las intensidades que circulan en un motor monofásico con capacitor de arranque.

IL = Intensidad de Línea. It = Intensidad de trabajo. Ia = Intensidad de arranque. VL = Voltaje de Línea.

Fig. 2.57. Angulo entre las corrientes en un motor monofásico con capacitor de arranque. V = Voltios. Ia = Intensidad de arranque. It = Intensidad de trabajo. a = Angulo de desfase

El motor con capacitor de arranque tiene el más alto par inicial de todos los tipos de motor monofásico, especialmente en lo que respecta al valor del par por unidad de corriente o par por amperio. Naturalmente que el incremento en el par se obtiene a expensas de un costo extra, ya que por lo general el capacitor de arranque (Ca), debe tener una capacidad bastante elevada (400 microfaradios o más) y requiere un aislamiento adecuado para el voltaje al que va a estar sujeto, que es mayor que el de la línea de alimentación. Por ello su costo resulta considerable. Es necesario también que el dispositivo de desconexión actúe oportunamente puesto que el voltaje aplicado al capacitor de arranque, se incrementa a medida que el motor adquiere velocidad, y si no se desconecta del circuito puede dañarse. Para esta aplicación, el tipo de capacitor normalmente empleado es el electrolítico especial para corriente alterna (reversible).

2.5.3 PARTES DEL MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE En la figura 2.58 puede observar la similitud de las piezas del motor monofásico con capacitor de arranque con las del motor de fase partida y en la Figura 2.59 observe de nuevo las partes del motor con


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capacitor con su protección térmica interna. Esta protección térmica sirve para desconectar momentáneamente el motor cuando este calienta más de la temperatura admisible y que no se dañen los aislamientos del motor. La protección térmica se hace a través de un bimetal (dos metales que se dilatan de diferente forma al aumentarles la temperatura y abren un contacto). Constructivamente, el motor con capacitor de arranque solamente se diferencia del motor de fase partida por el capacitor que lleva conectado en serie con el arrollamiento de auxiliar.

1. Interruptor centrífugo. 2. Capacitor de arranque. 3. Devanado de trabajo. 4. Protección térmica. 5. Devanado auxiliar o de arranque. 6. Caja de bornes de conexión.

CAPACITOR DE ARRANQUE

Capacitor de arranque

Interruptor centrífugo

Rotor Devanado Red de trabajo

Devanado auxiliar

Fig. 2.58. Esquema de un motor monofásico con capacitor de arranque y sus partes (sin protección térmica).

Fig. 2.59. Esquema de un motor monofásico con capacitor de arranque y sus partes (con protección térmica interna) .

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Los capacitores para arranque del motor son del tipo electrolítico (Fig. 2.60). Estos se fabrican arrollando dos tiras de lámina de aluminio tratadas electroquímicamente, para generar el delgado dieléctrico en forma de película de óxido de aluminio, las cuales están separadas por dos películas de material aislante. El conjunto se aloja en un recipiente adecuado y se impregna con un electrolito que regenera el dieléctrico a lo largo de su vida. Esta construcción permite tener una capacitancia varias veces Fig. 2.60. mayor para el mismo tamaño del Capacitor recipiente, que la que podría electrolítico utilizado en obtenerse con la construcción motores con usual. Por supuesto que la elevada capacitor de capacidad nominal del capacitor se arranque. basa en el hecho que solo interviene unos cuantos segundos durante cada arranque del motor, y después permanece fuera del circuito. Puede decirse que el motor monofásico con capacitor de arranque permite obtener un alto par de arranque, a cambio de un costo inicial mayor que el de un motor de fase partida. Tampoco debe perderse de vista el hecho de que el capacitor de arranque constituye otro eslabón de la cadena que puede dañarse y con el



tiempo tener que reemplazarse. Por estas razones el uso de un motor con capacitor de arranque debe estar plenamente justificado por los requisitos de operación de la carga.

CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE Estos motores comparten una desventaja con los de fase partida: normalmente no es factible invertir su sentido de rotación cuando está en movimiento; es decir, se requiere que el motor se detenga o reduzca su velocidad sustancialmente para poder intercambiar las terminales de conexión del devanado auxiliar e invertir así el sentido de rotación.

Sin embargo, como el capacitor permanece conectado en el circuito en todo momento, ya no puede ser del tipo electrolítico, sino que debe emplearse un capacitor impregnado de aceite (Fig. 2.62), cuyo costo y volumen por microfaradio de capacidad son bastante más elevados. Por otra parte una vez que el motor arranca, la capacidad requerida en el circuito auxiliar es mucho menor. Por esas razones, la capacitancia en microfaradios para un motor de este tipo es mucho menor que en uno con capacitor de arranque (5 a 20 microfaradios, lo cual es una indicación de que el par de arranque que puede esperarse no es muy grande.

MOTOR CON CAPACITOR PERMANENTE La principal ventaja de este motor consiste en que no requiere un interruptor extra para desconectar el devanado auxiliar, ya que tanto éste como el capacitor permanente (Cp, también llamado de régimen o de trabajo), que está en serie con él, permanecen en el circuito (Fig. 2.61). Otra ventaja es que con el, se obtiene un mejor factor de potencia y por consiguiente una reducción en la corriente de línea.

Fig. 2.62. Capacitor impregnado de aceite. En el capacitor de aceite el dieléctrico de papel está impregnado de aceite y el conjunto de papel y láminas se sumerge en un depósito también de aceite, con objeto de aumentar el poder dieléctrico y evitar, al mismo tiempo, un calentamiento excesivo. El bajo par inicial inherente a este tipo de motor limita por tanto, su uso en aplicaciones como ventiladores de aspas o de tipo turbina cuyos requisitos de par en el arranque son relativamente bajos.

Fig. 2.61. Motor con capacitor permanente y sus intensidades. IL = Intensidad de Línea. It = Intensidad de trabajo. Ia = Intensidad de arranque. VL = Voltaje de Línea.

En los motores con capacitor permanente, los dos devanados pueden ser iguales, con lo cual, el motor puede hacerse girar en uno u otro sentido, con un sencillo cambio de conexiones, como se muestra en la Figura 2.63 y 2.64. Una de las líneas de alimentación está conectada en forma permanente al punto C, mientras que la otra


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línea se conecta alternativamente al punto a o al punto b, según el sentido de rotación deseado.

los que el volumen de aire manejado se pueda variar de manera muy simple.

Cp

Baja

3

oj a b

r rt i

ial a

Media

x e u

2

a

Alta

d

0 V

o

o a

a

d

1

d n n a a v v e e D

Fig. 2.63. Motor monofásico con capacitor permanente para giro a la derecha.

Fig. 2.64. Motor monofásico con capacitor permanente para giro a la izquierda. Esto permite invertir la marcha del motor sin necesidad de detenerlo, lo cual constituye una ventaja sobre el motor de fase partida y del motor con capacitor de arranque. Se aplica con frecuencia en lavadoras de ropa del tipo de impulsor, en las que la mezcla de agua, ropa y detergente se agita, haciendo girar el impulsor (motor con capacitor permanente), primero en un sentido y luego en el opuesto, para evitar que la ropa se enrede. Lo anterior se logra fácilmente por medio de un temporizador que sólo tiene que controlar un interruptor de un polo y un tiro. Otra ventaja del motor con capacitor permanente, es que permite cierto control de velocidad mediante una variación de voltaje aplicada a sus terminales. Este tipo de control es utilizado sobre todo en ventiladores, en

122

D

Fig. 2.65 Control de velocidad de un motor con capacitor permanente (Cp), por medio de derivaciones en el devanado de trabajo.

Esta variación de velocidad obedece al hecho de que al ajustar el voltaje aplicado al motor, se modifica la intensidad del campo magnético y en consecuencia, el par motor. Un inconveniente de este tipo de control de velocidad es e l h ec ho d e q ue l a velocidad obtenida depende de la carga. Es decir, si el motor opera en vacío, la variación de velocidad obtenida por este método será prácticamente nula, mientras que con una carga considerable la variación de velocidad podría resultar excesiva. La corriente de arranque que toma un motor con capacitor permanente es muy baja, por lo que no afecta a las demás cargas conectadas al mismo circuito, en contraste con lo que ocurre en el caso de los motores de fase partida o con capacitor de arranque, que producen una caída de voltaje considerable. Esto puede ocasionar un parpadeo molesto en las lámparas conectadas al sistema, y afectar a otras cargas alimentadas por el mismo circuito.



MOTOR DE DOBLE CAPACITOR Es posible también combinar las características del motor con capacitor de arranque utilizando un capacitor electrolítico de capacidad elevada para el arranque, el cual se desconecta del circuito en el momento oportuno. De este modo se deja sólo un capacitor de baja capacitancia en serie con el devanado auxiliar. Interruptor de arranque

Cp r c

pi

a

l x

li

Ca

ai in u a r p o d o

V

a d n a a n v a e v e D

D

Fig. 2.66. Motor de doble capacitor. • Cp Capacitor permanente. • Ca Capacitor de arranque.

2.5.4 REVISIÓN DE FALLAS DE MOTORES MONOFASICOS CON CAPACITOR Debido a que el mantenimiento de los motores monofásicos con capacitor es similar al de los motores de fase partida, estudiados en la sección 2.4. Aquí únicamente se limita a la revisión de fallas. Un análisis de los circuitos y componentes de estos populares motores, junto con ciertas pruebas sencillas, facilitan mucho el diagnóstico de fallas. Cuando un motor con capacitor no arranca o funciona mal, no se debe necesariamente a que exista un devanado dañado, pues la falla podría estar en otros componentes, como los relevadores o interruptores y sus mecanismos, capacitores o autotransformadores

averiados, conexiones flojas en los relevadores té rm ic os de so br ec arga in te gr ad os o bi en , en rodamientos en malas condiciones en el motor o en la carga impulsada.

CONSIDERACIONES GENERALES En los motores con desperfectos deben hacerse pruebas sistemáticas a fin de localizar la dificultad con rapidez. En general, cuando un motor con capacitor está inmóvil, suele haber dos circuitos en paralelo en él, por lo que cuando se energiza el motor debe percibirse un zumbido; en caso contrario, primeramente debe comprobarse que los aparatos protectores o los interruptores de circuito derivado no estén abiertos. Entonces, mida el voltaje entre las terminales de Línea en el motor (P1 y T4, Fig. 2.67). Si no hay voltaje, el circuito de alimentación está abierto; después de alimentar y corregir tal condición, el motor debe funcionar bien. Si hay voltaje (en las terminales P1 y T4) pero el motor no produce el zumbido, la causa puede ser una abertura o la rotura de los conductores de línea, dentro del motor, o un circuito abierto en los circuitos de arranque y de marcha. El sitio más probable de esa interrupción interna, es un protector térmico con los contactos abiertos, debido a un sobrecalentamiento o a un arranque deficiente. Algunos protectores son de restablecimiento automático cuando se enfrían; otros Fig. 2.67. Esquema de un motor monofásico con capacitor de arranque y sus partes (con protección térmica interna). El motor es para solo un voltaje y hay dos circuitos en paralelo cuando está parado. 1. Interruptor centrífugo. 2. Capacitor de arranque. 3. Devanado de trabajo. 4. Protección térmica. 5. Devanado auxiliar o de arranque. 6. Caja de bornes de conexión.


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son de restablecimiento manual. Otra causa de circuitos internos abiertos puede encontrarse en contactos o conexiones defectuosos en el protector térmico, lo cual se determina, si no hay voltaje cuando conecte el voltímetro a los terminales T 1 y T4.

ARRANQUE INCORRECTO CON CARGA Si el motor, al ser energizado, produce el zumbido pero no arranca o lo hace de manera deficiente, el voltaje de alimentación puede estar bajo o en el caso de un motor para doble voltaje, estar este mal conectado, con sus devanados en serie en el voltaje más bajo. Obviamente sólo en el arranque deben sospecharse conexiones incorrectas. Si el voltaje de línea y las conexiones están correctos, debe desacoplar el motor de la máquina impulsada y hacerlo funcionar sin carga. Si ahora arranca en forma normal, entonces el arranque incorrecto con carga puede deberse a:

1. Sobrecarga. 2.

Falla a tierra o cortocircuitos en los

devanados.

3.

Capacitor o autotransformador en

malas condiciones.

4.

El sobrecalentamiento del autotransformador utilizado en algunos motores con capacitores y para doble voltaje puede deberse a un cor tocircuito en el capacitor, o bien a un corto o una falla a tierra en el autotransformador; con una de estas dos situaciones continuará el sobrecalentamiento después de desconectar el capacitor.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS Si el motor se sobrecalienta cuando funciona sin carga y después de que desconectó un conductor terminal del devanado de arranque, esto le indica que hay una falla a tierra o un cortocircuito en los devanados. Para probar si hay tal falla a tierra, puede emplear una lámpara de prueba, conecte una de las puntas de la lámpara a uno de los bornes de conexión del motor y la otra punta de la lámpara a la carcaza del motor, si la lámpara enciende esto indica que el motor tiene falla a tierra.

Circuito abierto en el capacitor de

arranque en un motor para voltaje doble.

Cuando el motor arranca en forma correcta en vacío pero no lo hace con carga, ello puede deberse a que los cojinetes estén demasiado gastados y exista rozamiento del rotor contra el núcleo del estator. Si el rotor no tiene rozamiento contra dicho núcleo y el motor arranca bien sin carga, observe su funcionamiento. Si se sobrecalienta en un tiempo muy corto, párelo, debido a que probablemente los

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contactos de un relevador o del interruptor centrífugo para el arranque se quedaron cerrados (pegados, soldados). En este caso, el sobrecalentamiento cesará cuando se desconecte un conductor terminal del devanado de arranque, después de que el motor haya arrancado y alcanzado su velocidad normal. Para corregir tal falla hay que reemplazar el mecanismo de arranque averiado.

Para probar si hay cortocircuito entre el devanado de trabajo y el auxiliar del estator, desconecte uno del otro y conecte una de las puntas de la lámpara de prueba en un extremo del devanado auxiliar y la otra punta de la lámpara en un extremo del devanado de trabajo, si hay continuidad, esto le indica que hay corto entre estos dos devanados. Para probar si hay cortocircuito en un devanado de trabajo se debe medir y comparar la resistencia óhmica de secciones similares del devanado, lo cual es sencillo en un motor de doble voltaje. Si hay resistencias desiguales en secciones similares, esto se deberá a un cortocircuito.



Un motor de doble voltaje con capacitor y autotransformador quizá no arrancará con carga, pero lo hará sin carga si el capacitor de arranque está en circuito abierto. En este caso es probable que se pueda mejorar el arranque si se puentea el capacitor con una lámpara o se le pone en cortocircuito con un trozo de conductor. Otros motores arrancarán en forma correcta cuando se encuentren sin carga, solo si se coloca en derivación (se puentea) el capacitor de arranque. En estos casos se mejorará el arranque si se desconecta el capacitor y sus conductores terminales se puentean con una lámpara adecuada. Un cortocircuito en un capacitor electrolítico se descubrirá, a veces, en virtud de la tapa desprendida por el aumento en la presión interna, aunque disponga de una válvula de seguridad.

Este valor calculado, como ya se dijo, debe compararse con el marcado en el capacitor, si la capacitancia en microfaradios varía más del 5%, hay que reemplazar el capacitor. Cualquier capacitor para repuesto debe ser especial (reversible) y de la misma capacidad nominal que el original para obtener el par requerido en el arranque. Los capacitores electrolíticos corrientes son sólo para CD y no para CA. Amperímetro de 0 a 10 A

Línea de 100V 60 Hz

PRUEBA DE LOS CAPACITORES En la Figura 2.68 se ilustra una prueba eficaz para probar el capacitor en condiciones de circuito abierto, cortocircuito o pérdida de capacitancia, como la que puede ocurrir en un capacitor electrolítico cuando se seca el electrolito por pérdidas en el cierre. En esta prueba, excite el capacitor el tiempo preciso para poder tomar lecturas rápidas de voltaje y amperaje, pues este tipo de capacitor solo se emplea para servicio intermitente. Con una alimentación de 60 Hz, la capacitancia en microfaradios es, aproximadamente, igual a (2650 x amperes) ÷ voltios, el resultado debe compararlo con el valor marcado en el capacitor. El fusible debe ser de capacidad un poco mayor que la corriente nominal del capacitor. El propósito de esta prueba es determinar la capacidad en microfaradios del capacitor, por medio de la medición del voltaje y la corriente en el circuito, y utilizar estos valores en la fórmula. Entonces, calcule la capacidad aproximada en microfaradios, para una frecuencia de 60 Hz. Sustituyendo esos valores en la siguiente expresión:

Microfaradios = 2650 x amperios voltios

Capacitor

Voltímetro de 0 a 150 V

Fig. 2.68. Prueba sencilla de la capacidad en microfaradios de un capacitor, consiste en conectar un amperímetro y un voltímetro en el circuito. Otros procedimientos para probar los capacitores utilizados con motores monofásicos, son los que se indican a continuación: Una forma de resolver el problema consiste en Método I: sustituir el capacitor por otro que se sepa está en buenas condiciones. Si el motor funciona, el capacitor original estaba averiado; si no, la falla está en alguna otra parte del motor. Compruebe los capacitores M é t o d o I I : con un multímetro digital con escala de prueba para capacitores que indica si el capacitor está en buenas condiciones o no y además mide la capacidad de éste.


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Otro método rápido para probar un capacitor, consiste Método III: en el uso de un multímetro análogo utilizado como ohmetro. Con el capacitor desconectado, coloque las puntas de prueba del aparato a cada terminal del capacitor, si no hay lectura inmediata de continuidad el capacitor está en corto. Si la aguja salta aproximadamente a la mitad de la escala y vuelve con lentitud hacia infinito, es probable que el capacitor esté bien. (Dado que el multímetro análogo sólo aplica 1.5 V de CD al capacitor, puede parecer correcto en esta prueba, pero es posible que falle cuando se conecte al voltaje de las líneas, entonces utilice métodos de pruebas con voltaje de línea) además, para probar si el capacitor hace tierra, coloque las puntas del ohmetro entre una terminal y la cubierta del capacitor; si la lectura es de cero ohmios, es que hay un contacto a tierra. Conecte el capacitor en serie con un fusible de 10 A a una Método IV: línea de CA de 120 V, 60 Hz, como se muestra en el esquema A de la Figura 2-55. Si se funde el fusible, el capacitor está en cortocircuito y hay que reemplazarlo; si no se quema el capacitor, se cargará a determinado voltaje, en unos cuantos segundos. Si se desconecta el capacitor de la línea y pone sus terminales en cortocircuito, en forma cuidadosa con un destornillador, saltará una chispa en cada terminal. Si el capacitor tienen conductores terminales, se pueden juntar, si no se produce la chispa, el capacitor está abierto o ha perdido capacidad: repita la prueba unas cuantas veces. Con una línea de 110 V, 60Hz., la corriente normal para el capacitor es de 0.4 A por cada 1 0 mF (microfaradios); en una línea de 220 V y 60 Hz., será de 0.8 A por cada 10 mF.

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EL MOTOR NO ARRANCA SIN CARGA Si el motor produce un zu mbid o pe ro no ar ra nca al energizarlo sin carga, puentee el capacitor con una lámpara o, por un instante, con un trozo de conductor (recuerde hacer todas estas pruebas tomando las medidas de seguridad). Si ahora arranca, hay un circuito abierto en el capacitor. Si el motor no se pone en marcha, gire a mano el rotor con rapidez, y conecte la corriente; es probable que se acelere en el sentido en el que lo hizo girar. Si acelera en forma normal, debe sospechar una interrupción en el circuito de arranque. Pero si el motor sólo llega al 75% de su velocidad normal, el devanado de trabajo está en circuito abierto.

En la Figura 2.69 se ilustran las conexiones para una prueba de circuito de arranque abierto; (el transformador para aislamiento se utiliza para su seguridad al realizar estas pruebas), este mismo método sirve para probar si hay interrupción en el devanado de trabajo. Para estas pruebas desconecte los dos devanados uno del otro, y puentee el capacitor al probar el circuito del devanado de arranque o auxiliar. Fig. 2.69. Forma de probar si hay una interrupción en el circuito de arranque, se aplica la punta X a la terminal T8 y la punta Y a la terminal T5. Para esta prueba, se quita el puente entre T1 y T8 y se puentean los conductores del capacitor. Si la lámpara se enciende, no hay circuito abierto. Si no tiene un transformado para aislamiento puede conectar la lámpara directamente a la fuente. Pero recuerde que este transformador se utiliza para su protección al realizar estas mediciones.



C = Devanado de trabajo. O = Devanado de arranque. R = Interruptor centrífugo. L = Capacitor de arranque. E = Puente. T = Lámpara de prueba, 120 V, 25 W. * = Transformador para aislamiento.

Una interrupción en el circuito del devanado auxiliar, muchas veces, se debe a que los contactos de un relevador o interruptor centrífugo para el arranque no cierran en forma correcta al iniciar la marcha. Esto sólo puede confirmarse, si el motor arrancó bien cuando los dos contactos estaban puenteados con un trozo de conductor. Cuando hay juego axial excesivo en el rotor, el motor puede pararse de vez en cuando, si el interruptor centrífugo se separa de los contactos montados dentro de la carcasa del motor, con lo cual, dichos contactos no podrán cerrarse sino hasta que se detenga el motor. En este caso, la corrección consiste en insertar arandelas o suplementos en el eje para reducir el excesivo juego axial.

2.5.5 CALCULO DE LA CAPACIDAD DE LOS CAPACITORES DE ARRANQUE Y RÉGIMEN PARA EL MOTOR CON CAPACITOR En el motor monofásico con capacitor permanente el desfase entre las corrientes de los devanados de trabajo y auxili ar, se obti ene conect ando un capacito r permanente (Cp) en serie con el devanado auxiliar. El comportamiento de régimen del motor depende de la capacidad de dicho condensador: cuanto mayor sea esta capacidad mayor será también el par de arranque. No obstante si la capacidad es muy grande circulará por el devanado una corriente de gran intensidad que provocará un calentamiento excesivo. Por tanto, la capacidad del capacitor permanente no deberá ser demasiado grande. La experienci a recomienda que durante el funcionamiento el capacitor permanente (Cp) deberá absorber una potencia reactiva de 1 kvar por KW de potencia del motor. Sin embargo, esto provoca, por otro lado que el motor presente un par de arranque reducido.

Un relevador electromagnético (en lugar de un interruptor centrífugo) para arranque debe ajustarse de modo que sus contactos cierren cuando se energiza un motor parado con el mínimo voltaje de línea posible, y para que los contactos abran cuando el motor llega a su velocidad de funcionamiento, aunque esté impulsando su carga nominal con los valores máximo y mínimo esperados del voltaje de línea. Si el motor se sobrecalienta con carga, ello puede deberse a una sobrecarga por bajo voltaje, uno o más devanados en corto o a tierra, un devanado en circuito abierto en un motor de doble tensión que funcione con el voltaje más bajo, conexiones incorrectas en un motor de doble voltaje, capacitor en corto en un motor con capacitor permanente o con capacitor de doble valor o bien, contactos deficientes en un relevador o interruptor centrífugo para el arranque. Las pruebas sistemáticas antes descritas le ayudarán a localizar la falla.

Fig. 2.70. Curvas de un motor con capacitor. a) Sólo con capacitor permanente. b) Con capacitor permanente (Cp) y de arranque (CA). Desconexión de CA al alcanzar nk.


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M = Par del motor. MA = Par de arranque. MN = Par nominal. nN = Velocidad Nominal. nk = Velocidad pico en el arranque.

La conexión en serie del capacitor permanente y del devanado da lugar a un circuito resonante en serie. Por tanto, el capacitor quedará sometido a tensiones mayores que las nominales del motor, tensiones que deberá poder soportar el capacitor. Por tal razón, los capacitores son de mayor voltaje, que el voltaje nominal de los motores. Para aumentar el par de arranque se aumenta la capacidad total, añadiendo durante el arranque un capacitor de arranque (CA). Cuando el motor ya está en marcha se desconecta este capacitor, con un interruptor centrífugo, para que el motor no se caliente innecesariamente. El capacitor de arranque se dimensionará de acuerdo al tipo de arranque y forma de trabajo, y por tanto, al par que se precise. El valor aproximado de la capacidad del capacitor de arranque es de tres veces más que la capacidad del capacitor permanente. El valor aproximado de la capacidad del capacitor de arranque que se conectará en el motor viene dado por la formula siguiente: C = 3.18 * P * 1000000 U * U * Cos Ø

C= P= U= Cos ø =

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Capacidad en microfaradios Potencia del motor en KW. Tensión de alimentación en V Factor de potencia del motor.

2.6 PROCESO DE INSTALACIÓN DE UN MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE En el artículo 430 NEC y en las normas NEMA se presentan los requisitos eléctricos para la instalación de motores, así como recomendaciones para sus controles. Es necesario q u e compruebe que el voltaje y la frecuencia sean los especificados para el motor. Las características del sumini stro deben corresponder a los valores señalados enla placa de dat os del mot or, como sigue: Voltaje: variación de ± 10 %, respecto del valor indicado en la placa de identificación. Frecuencia: variación de ± 5 %, respecto del valor señalado en la placa. Voltaje y frecuencia en conjunto: no deben variar más del 1 0 % (suponiendo que la frecuencia anterior varía menos del 5 %) respecto a los valores de la placa.

2.6.1 PROCESO DE INSTALACIÓN DE UN MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR DE ARRANQUE UTILIZANDO UN ARRANCADOR TERMOMAGNETICO Los motores eléctricos deben de conectarse a la red de alimentación, por medio de un dispositivo que permita su arranque y parada en el momento deseado, además de un dispositivo que asegure la protección del motor en caso de sobrecarga y cortocircuito.


Motores Monofasicos Con Capacitor

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