Motores Monofasicos

MOTORES DE INDUCCiÓN MONOFÁSICOS:

EVALUACiÓN CUALITATIVA

En su estructura, los tipos más comunes de motores de inducción monofásicos se parecen a los

motores de jaula de ardilla polifásicos salvo por el arreglo de los devanados del estator. En la

figura 9.1 se representa de manera esquemática un motor de inducción con rotor de jaula de ardilla

y devanado de estator monofásico. En lugar de ser una bobina concentrada, el devanado

del estator está repartido en ranuras que producen una distribución espacial aproximadamente

senoidal de la fuerza magnetomotriz. Como se vio en la sección 4.5.1, un devanado monofásico

produce ondas de fuerza magnetomotriz rotatorias directas e inversas. Por simetría, está claro

que en esencia un motor de este tipo no producirá par de arranque en reposo, sino que producirá

un par igual en ambas direcciones. Sin embargo, se demostrará que es arrancado por un

medio auxiliar, el resultado será un par neto en la dirección en la cual fue arrancado, y por consiguiente

el motor continuará funcionando.

Antes de considerar los métodos de arranque auxiliares, se analizarán las propiedades básicas

del motor esquemático de la figura 9.1. Si la corriente del estator es una función cosenoidal

del tiempo, la fuerza magnetomotriz resultante en el entrehierro está dada por la ecuación 4.18

(9.1)

la cual, como se demostró en la sección 4.5.1, se escribe como la suma de ondas de fuerza

magnetomotriz positivas y negativas de igual magnitud. La onda positiva está dada por

(9.2)

y la negativa por

(9.3)

Cada uno de estos componentes de ondas de fuerza magnetomotriz produce una acción de

motor de inducción, pero los pares correspondientes son de direcciones opuestas. Con el rotar

en reposo, las ondas directas e inversas a través del entrehierro creadas por las fuerzas magnetomotrices

combinadas de las corrientes del estator y del rotar son iguales, los pares componentes

también son iguales, y no se produce par de arranque. Si las ondas de flujo directas e inversas

a través del entrehierro tuvieran que permanecer iguales cuando gira el rotar, cada uno

de los campos componentes produciría características par-velocidad similares a las de un motor

polifásico con impedancia de dispersión del estator insignificante, como se ilustra con las

curvas punteadasfy b en la figura 9.2a. La característica par-velocidad resultante, la cual es la

suma algebraica de las dos curvas componentes, muestra que si el motor fuera arrancado por

medios auxiliares, produciría par en la dirección en que fue arrancado.

La suposición de que las ondas de flujo a través del entrehierro permanecen iguales cuando

el rotar está en movimiento es una simplificación bastante drástica del estado real de las cosas.

En primer lugar, los efectos de la impedancia de dispersión del estator son ignorados. En

segundo lugar, los efectos de las corrientes del rotar inducidas no son tomados en cuenta de

manera apropiada. Estos dos efectos finalmente serán incluidos en la teoría cuantitativa que se

detalla de la sección 9.3.

La siguiente explicación cualitativa demuestra que el desempeño de

Figura 9.2

Característica par-velocidad

de un motor de

inducción monofásico

a) con base en las ondas

de flujo directa e

inversa constantes,

b) tomando en cuenta

cambios de las ondas

de flujo.

9.1 Motores de inducción monofásicos: evaluación cualitativa 453

(Inverso) ---

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