TIPOS DE MOTORES MONOFÁSICOS Y MOTORES ESPECIALES

INTRODUCCION

Este trabajo es un desarrollo explicativo del funcionamiento de los motores monofásicos de inducción, y además estos mismos son maquinas transformadoras estáticas.

Nos referimos al motor asincrónico. Este es una maquina de corriente alterna, de la que solamente una parte: el rotor o el estator, esta conectado a la red y la otra parte trabaja por inducción, siendo la frecuencia de las fuerzas electromotrices inducidas proporcionalmente al resbalamiento.

Por consiguiente la elección de un motor de cualquier tipo para una determinada instalación requiere el conocimiento de los conjuntos de características, las del motor y las de la instalación, algunas necesarias porque están impuestas, y no pueden ser elegidas arbitrariamente, otros en cambio pueden ser seleccionadas entre un conjunto de posibilidades.

Para adoptar efectivamente el motor se debe tener en cuenta, las exigencias de la instalación donde se ha utilizar, considerando que como el motor tendrá ciertos limites, los cuales no deberán ser superadas; por otra parte el motor con sus características propias, impondrá a la instalación ciertos requerimientos, que esta deberá satisfacer y a la vez se pueden utilizar directamente.

El comportamiento de estas maquinas cuando son sometidas a condiciones normales de trabajo, sus componentes y estructura son algunos de los temas que se trataran en este trabajo.

TEORÍA DEL MOTOR MONOFÁSICO

Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta.

Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas.

Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes:

• Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque

• Motores con espira en cortocircuito

• Motores universales

MOTORES MONOFASICOS CON BOBINADO AUXILIAR DE ARRANQUE

Los motores monofásicos al tener su bobinado conectado a una sola fase de la red, solamente crean un flujo alterno de dirección constante, que no es capaz de producir el giro del rotor. Sí puede girar por sí mismo, una vez haya adquirido velocidad.

MOTOR ASINCRONO MONOFASICO

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

• Carcasa. Fijación del motor a patas. Motor cerrado de protección. Carcasa de aletas para la refrigeración.

• Estator. Ajustado a la carcasa en caliente.

• Bobinado estatórico.

• Rotor. De aleación de aluminio colado bajo presión. Equilibrado dinámico.

• Bobinado rotórico.

• Colector.

• Ventilación forzada.

• Caja de bornes con condensador incorporado.

Si se interrumpe uno de los tres hilos de línea por los que se alimenta un motor trifásico de inducción, de los llamados de Jaula De Ardilla, cargado y a plena marcha, el motor seguirá marchando normalmente a la misma velocidad que tenía anteriormente. Únicamente su potencia habrá disminuido en un 20% aproximadamente.

Podemos intentar lo mismo con el motor parado. Es decir, un motor trifásico con carga, pero en reposo, al que se inutiliza una fase; si se conecta ahora a la red con solo dos fases, o sea como motor monofásico, el motor no se pone en marcha, continua en reposo, haciendo un ruido característico.

De lo anterior deducimos que el motor monofásico de inducción no puede ponerse en marcha por si solo: necesita de un medio auxiliar que lleve el motor hasta una determinada velocidad de giro, pues solamente en marcha se produce el intercambio energía eléctrica-energía mecánica necesaria.

La corriente alterna monofásica que atraviesa el arrollamiento del estator de un motor monofásico de inducción produce un flujo magnético que esta en fase con esta misma corriente, como se muestra en la figura 2. Los valores que toma el flujo magnético en los instantes 1, 2, 3 … 9 estan representados en la figura 3, donde se han dibujado las líneas de fuerza de este flujo magnético y los vectores representativos de la magnitud de este mismo flujo magnético.

Los motores monofásicos de inducción son una variante de los motores síncronos con rotor en jaula de ardilla. La configuración tiene sus polos en forma saliente.

El motor arranca como un motor asíncrono y luego pasa a motor síncrono, si no hay impedimento, por caga excesiva.

La velocidad es constante y viene determinada por la frecuencia de la red.

La carga puede hacer que el motor pierda el sincronismo.

MOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓN CON ESPIRAS EN CORTOCIRCUITO

Este motor puede arrancarse directamente por si mismo, lo que se consigue por el efecto que producen las llamadas espiras en cortocircuito. El sistema consiste en dividir los polos en dos partes desiguales.

Los motores de inducción con espira en corto circuito tienen gran aplicación en electrodomésticos y pequeños aparatos. Al no tener escobillas prácticamente no necesitan mantenimiento y al mismo tiempo están casi exentos de averías.

MOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓN TIPO FASE PARTIDA

Entre los procedimientos para iniciar el arranque o giro de este tipo de motores de inducción, está el llamado de fase partida, que consiste básicamente en crear un campo magnético giratorio que mueva el inducido durante el período de arranque

El campo magnético se obtiene por capacidad o por inductancia.

Para obtener el campo giratorio por capacidad, se utilizan dos arrollamientos de bobinas en serie, llevando una de ellas condensador, que es la que realiza el desfase y por tanto el arranque del motor.

Figura 5

En la polarización de maquinas, apartados de diversos tipos, nos encontramos en la práctica con una gama muy amplia de necesidades a cubrir, desde pequeñas potencias donde resulta más difícil encontrar el motor que satisfaga las necesidades.

Si se interrumpe uno de los tres hilos de línea por los que se alimenta un motor trifásico de inducción, de los llamados de <<jaula de ardilla>>, cargado y a plena marcha, el motor seguirá marchando normalmente a la misma velocidad que tenía anteriormente. Únicamente su potencia habrá disminuido en un 20% aproximadamente.

Podemos intentar lo mismo con el motor parado. Es decir, un motor trifásico con carga, pero en reposo, al que se inutiliza una fase; si se conecta ahora a la red con solo dos fases, o sea como motor monofásico, el motor no se pone en marcha, continua en reposo, haciendo un ruido característico

MOTORES SÍNCRONOS

Implicando, se puede utilizar un alternador como motor en determinadas circunstancias. Si se excita el campo con c-c y se alimenta por los anillos colectores a la bobina del rotor con c-a, la máquina no arrancará. El campo alrededor de la bobina del rotor es alterno en polaridad magnética pero durante un semiperiodo del ciclo completo, intentará moverse en una dirección y durante el siguiente semiperiodo en la dirección opuesta. El resultado es que la máquina permanece parada. La máquina solamente se calentará y posiblemente se quemará.

Para generar el campo magnético del rotor, se suministra una CC al devanado del campo; esto se realiza frecuentemente por medio de una excitatriz, la cual consta de un pequeño generador de CC impulsado por el motor, conectado mecánicamente a él. Se mencionó anteriormente que para obtener un par constante en un motor eléctrico, es necesario mantener los campos magnéticos del rotor y del estator constantes el uno con relación al otro. Esto significa que el campo que rota electromagnéticamente en el estator y el campo que rota mecánicamente en el rotor se deben alinear todo el tiempo.

MOTORES UNIVERSALES

Los motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente alterna. Tal motor, llamado universal, se utiliza en sierra eléctrica, taladro, utensilios de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad con cargas débiles o pequeña velocidad. Estos motores para corriente alterna y directa, incluyendo los universales se distinguen por su conmutador devanado y las escobillas. Los componentes de este motor son: Los campos (estator), la masa (rotor), las escobillas (los excitadores) y las tapas (las cubiertas laterales del motor). El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porque el circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo, o sea, tiene un torque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido para uso continuo o permanente.

Otra dificultad de los motores universales, en lo que a radio se refiere, son las chispas del colector (chisporroteos) y las interferencias de radio que ello lleva consigo o ruido. Esto se puede reducir por medio de los condensadores de paso, de 0,001 µF a 0,01 µF, conectados de las escobillas a la carcasa del motor y conectando ésta a masa. Estos motores tienen la ventaja que alcanzan grandes velocidades pero con poca fuerza. Existen también motores de corriente alterna trifásica que funcionan a 380 Velos motores universales además de ser mas ecológicos gastan menos electricidad.

MOTORES DE JAULA DE ARDILLA

La mayor parte de los motores que funcionan con c-a de una sola fase tienen el rotor de tipo jaula de ardilla. Los rotores de jaula de ardilla reales son mucho más compactos y tienen un núcleo de hierro

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