Física - Electrotécnia

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Apunte de electrotécnia: Motor Monofásico Asincrónico. Tipos de Arranque. Arranque capacitivo. Arranque con capacitor permanente. Inductivo Resistivo.

Motor Monofásico Asincrónico

Comparado con el trifásico:

Más ruidoso
Menor rendimiento
Menor cos φ
No tiene cupla de arranque

Consta de:

Una sola bobina
Rotor tipo jaula de ardilla

Funcionamiento:

Una vez conectado no gira, necesita un movimiento inicial para salir del punto de inestabilidad.

Al circular corriente aparece un campo magnético en el eje de la bobina.

® fórmula de Euler para el coseno

Un campo oscilante se transforma en dos campos giratorios y opuestos.

Ver Diagrama

Campo directo ®

Campo inverso ®

Este campo se divide en dos campos opuestos de 50 ciclos cada uno.

La cupla resistente es producto de una cupla directa y una inversa.

T _motríz = T _directo - T _inverso

T _motríz = K.I.Φ

El campo giratorio resultante es elíptico.

Siendo ƒ₁ la frecuencia de la red, para el primario:

n₅ = 60.ƒ₁/p

ƒ₁ = n₅.p/60

para el secundario:

ƒ_{2 directa} = (n₅.p/60).(n₅ - n)/n₅

ƒ_{2 directa} = s.ƒ₁

frecuencia muy pequeña.

ƒ_{2 inversa} = (n₅.p/60).(n₅ + n)/n₅

ƒ_{2 inversa} = ƒ₁.(n₅ + n)/n₅

ƒ_{2 inversa} = ƒ₁.(1 + n/n₅)

pero

n/n₅ = 1 - s

ƒ_{2 inversa} = ƒ₁.(1 + 1 - s)

ƒ_{2 inversa} = ƒ₁.(2 - s)

frecuencia prácticamente el doble que la de red.

Tipos de Arranque

Para que arranque el motor hay que lograr un campo giratorio, se colocar un bobinado a 90°

T = K.F _{m ma}.F _mm2.sen α.sen β

sen α: ángulo geométrico entre F₁ y F₂.

sen β: ángulo de desfasaje entre los flujos de los bobinados.

en lo posible α = 90°

Las dos corriente deben tener distintas impedancias para lograr un desfasaje en el flujo.

Si:

α = 90° ® sen α = 1

β ≈ 90° ® sen β ≈ 1

T _máximo = K.F _{m ma}.F _mm2

1 - Inductivo - resistivo

2 - Capacitivo:

2.1 - Capacitivo de arranque
2.2 - Capacitivo permanente
2.3 - Arranque + permanente

1 - Inductivo - Resistivo (o motor de fase partida)

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 anterior, es más resistivo.

Las bobinas tienen distinta impedancia.

β = φ _principal- φ _auxiliar

β @ 40/60°

T = K.I _principal.sen β

Ver Diagrama

Presenta la desventaja que la corriente de arranque es elevada

La n de desconexión es aproximadamente el 70/80 % de la n de sincronismo

2.1 - Arranque capacitivo

El capacitor debe ser tal que la corriente auxiliar adelante aproximadamente 90° con respecto a la corriente principal.

Comparado con el arranque inductivo resistivo:

Mayor par de arranque
Menor corriente de arranque
Menor desfasaje de la corriente con la tensión
Mejor cos φ

T = K.I _auxiliar.F _principal.sen α.sen β

Desventajas:

Ruidoso, dos frecuencias.

El capacitor no soporta grandes corrientes.

φ _arranque = φ _principal + φ _auxiliar

2.3 - Arranque con capacitor permanente

Adaptación:

- La bobina auxiliar trabaja siempre junto con un capacitor.

- Menor ruido.

C₁: @40/50 μ F

C₂: capacitor permanente @2,5 μ F Proporciona el campo elíptico, trabajando en forma bifásica.

Comparado:

Más caro.

Los motores vistos hasta aquí trabajan como máximo a 1,5 hp.