¿Cómo funciona un enrollamiento compuesto en un motor de corriente alterna?

Los devanados compuestos (Compound Winding) son un tipo especial de devanado comúnmente utilizado en motores de corriente alterna, especialmente en aplicaciones que requieren un mejor rendimiento de arranque y eficiencia operativa. Los devanados compuestos combinan las características del devanado principal (Main Winding) y el devanado auxiliar (Auxiliary Winding) para lograr un mejor rendimiento. A continuación, se presenta una explicación detallada de cómo funcionan los devanados compuestos y sus características:

1. Estructura de los devanados compuestos

Los devanados compuestos suelen constar de dos partes:

• Devanado Principal: Este es el devanado primario del motor, responsable de proporcionar la mayor parte del campo magnético y el par durante la operación normal. El devanado principal suele estar conectado en una configuración en estrella (Y) o delta (Δ).

• Devanado Auxiliar: Este es el devanado secundario, utilizado para mejorar el rendimiento de arranque y las características operativas del motor. El devanado auxiliar generalmente está conectado durante el arranque y se desconecta una vez que el motor alcanza cierta velocidad.

2. Principio de funcionamiento

Fase de Arranque

• Durante el Arranque: Cuando el motor se inicia, tanto el devanado principal como el devanado auxiliar están conectados. El devanado auxiliar proporciona un campo magnético adicional para ayudar al motor a superar la fricción estática y la inercia, permitiéndole alcanzar la velocidad nominal más rápidamente.

• Corriente de Arranque: La presencia del devanado auxiliar ayuda a controlar la corriente de arranque, evitando corrientes de sobretensión excesivas que podrían dañar el motor o la red eléctrica.

Fase de Operación

• Después de Alcanzar la Velocidad Nominal: Una vez que el motor alcanza la velocidad de operación predeterminada, el devanado auxiliar se desconecta, dejando solo el devanado principal en operación. Esto reduce el consumo de energía y mejora la eficiencia operativa del motor.

• Superposición de Campos Magnéticos: Durante la fase de arranque, los campos magnéticos generados por el devanado principal y el devanado auxiliar se superponen, creando un campo magnético resultante más fuerte, lo que aumenta el par de arranque.

3. Tipos de Devanados Auxiliares

Existen varios tipos de devanados auxiliares, incluyendo:

• Devanado de Arranque con Capacitor: Durante el arranque, el devanado auxiliar se conecta a través de un capacitor, que desfasa la corriente, aumentando así el par de arranque. Después del arranque, el devanado auxiliar se desconecta mediante un interruptor centrífugo.

• Devanado de Operación con Capacitor: El devanado auxiliar permanece conectado durante toda la operación, con el capacitor ajustando la fase para mejorar las características operativas del motor.

• Devanado de Arranque con Resistencia: El devanado auxiliar se conecta a través de un resistor, que limita la corriente de arranque. Después del arranque, el devanado auxiliar se desconecta mediante un interruptor centrífugo.

4. Ventajas

• Mejor Rendimiento de Arranque: Los devanados compuestos mejoran significativamente el par de arranque del motor, facilitando su inicio.

• Control de la Corriente de Arranque: La combinación del devanado auxiliar y los capacitores controla efectivamente la corriente de arranque, reduciendo el impacto en la red eléctrica.

• Eficiencia Operativa Mejorada: Desconectar el devanado auxiliar después del arranque reduce el consumo de energía y mejora la eficiencia operativa del motor.

• Factor de Potencia Mejorado: El uso de capacitores puede mejorar el factor de potencia del motor, reduciendo el consumo de potencia reactiva.

5. Aplicaciones

Los devanados compuestos se utilizan ampliamente en motores de corriente alterna que requieren buen rendimiento de arranque y eficiencia operativa, como:

• Electrodomésticos: Refrigeradores, aires acondicionados, lavadoras, etc.

• Equipos Industriales: Ventiladores, bombas, compresores, etc.

Resumen

Los devanados compuestos optimizan el rendimiento de los motores de corriente alterna durante las fases de arranque y operación al combinar las características del devanado principal y el devanado auxiliar. Durante el arranque, el devanado auxiliar proporciona un campo magnético adicional para ayudar a superar la resistencia de arranque; durante la operación, el devanado auxiliar se desconecta para reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia.