¿Qué es un motor AC de polo sombreado?

El motor de corriente alterna con polo sombreado es un motor de corriente alterna monofásico. Tiene características como una estructura simple y un bajo costo, y se utiliza ampliamente en algunos pequeños electrodomésticos.

Principio estructural

Estructura del estator

El núcleo del estator es generalmente de tipo saliente y tiene múltiples polos magnéticos. En una parte de cada polo magnético, habrá un anillo de cortocircuito. Este anillo de cortocircuito es como "cubrir" una parte del polo magnético, por lo que se llama polo sombreado.

Por ejemplo, en un motor de polo sombreado de dos polos, hay dos polos salientes, y una parte de cada polo saliente está rodeada por un anillo de cortocircuito. El anillo de cortocircuito suele estar hecho de cobre y coopera con la parte principal del campo magnético del polo.

Principio de funcionamiento

Cuando se conecta una fuente de alimentación de corriente alterna al devanado del estator, se genera un campo magnético alternante en los polos magnéticos. Debido a la presencia del anillo de cortocircuito, el flujo magnético que pasa a través del anillo de cortocircuito se retrasa en el tiempo con respecto al flujo magnético principal.

Esto se debe a que, según la ley de inducción electromagnética de Faraday, el flujo magnético principal alternante inducirá una fuerza electromotriz en el anillo de cortocircuito, y luego generará una corriente inducida. Esta corriente inducida, a su vez, generará un campo magnético. Según la ley de Lenz, este campo magnético impedirá el cambio del flujo magnético principal, haciendo que el flujo magnético que pasa a través del anillo de cortocircuito se retrase.

Por ejemplo, cuando el flujo magnético principal alcanza su valor máximo, el flujo magnético en el anillo de cortocircuito aún está en proceso de aumento. Esta diferencia de fase del flujo magnético producirá un efecto similar a un campo magnético rotatorio en la superficie del polo magnético, de modo que el rotor del motor se someta a un par y gire.

Características de rendimiento

Características de arranque

El motor de polo sombreado tiene la capacidad de arrancar por sí mismo. Debido al retraso del campo magnético generado por el anillo de cortocircuito, el motor puede comenzar a girar automáticamente después de encenderse la alimentación.

Sin embargo, su par de arranque es relativamente pequeño. Esto se debe a que la distribución del campo magnético y el método de generación del campo magnético rotatorio del motor de polo sombreado determinan que su par de arranque es limitado, y generalmente es adecuado para ocasiones con cargas de arranque pequeñas.

Por ejemplo, en un ventilador pequeño, la resistencia de arranque de las aspas del ventilador es pequeña, y el motor de polo sombreado puede arrancar fácilmente y hacer girar el ventilador.

Características de operación

Durante la operación, la velocidad del motor es básicamente estable. Su velocidad cambiará según la frecuencia de la fuente de alimentación y el número de pares de polos magnéticos. Generalmente, la velocidad es relativamente baja.

Por ejemplo, con una fuente de alimentación de 50Hz, la velocidad síncrona de un motor de polo sombreado de dos polos es de 3000 revoluciones por minuto, pero la velocidad real de operación será ligeramente menor que la velocidad síncrona, y la fluctuación de la velocidad es pequeña, lo que puede proporcionar una salida de potencia relativamente estable.

Eficiencia y factor de potencia

La eficiencia del motor de polo sombreado es baja. Esto se debe a que su método de generación del campo magnético y sus características estructurales llevan a una cierta cantidad de pérdida de energía en el proceso de conversión de energía, incluyendo pérdidas de cobre, pérdidas de hierro, etc.

Al mismo tiempo, el factor de potencia también es relativamente bajo. Dado que es un motor monofásico, y el método de generación y distribución del campo magnético es relativamente complejo, la relación entre la potencia activa y la potencia aparente es pequeña durante la operación del motor.

Escenarios de aplicación

Debido a su estructura simple, bajo costo y capacidad de arranque automático, los motores de polo sombreado se utilizan principalmente en situaciones donde los requisitos de rendimiento del motor no son altos y la carga es pequeña.

Los más comunes son ventiladores eléctricos pequeños, secadores de pelo, modelos eléctricos, etc. En estos dispositivos, el motor de polo sombreado puede satisfacer los requisitos básicos de potencia, y su bajo costo también cumple con los requisitos económicos del producto.