Motor d'inducció de fase dividida

El motor de fase dividida, també conegut com a motor d'arrancada per resistència, disposa d'un rotor de jaula única. El seu estator està dotat de dues bobines diferents: la bobina principal i la bobina d'arrancada. Aquestes dues bobines estan desplaçades espacialment en 90 graus, una configuració que juega un paper crucial en el funcionament del motor.

La bobina principal es caracteritza per la seva baixa resistència i l'alta reactància inductiva, mentre que la bobina d'arrancada presenta les característiques contràries, amb alta resistència i baixa reactància inductiva. Aquesta disparitat en les propietats elèctriques entre les dues bobines és clau per generar el parell necessari per arrancar el motor. El diagrama de connexió d'aquest motor s'presenta a continuació, il·lustrant com interaccionen aquests components dins del circuit elèctric:

Una resistència es connecta en sèrie amb la bobina auxiliar (d'arrancada). Gràcies a aquesta disposició, els corrents que passen pels dos voltants són diferents. Com a resultat, el camp magnètic rotatori resultant no és uniforme, cosa que porta a un parell d'arrancada relativament petit. Normalment, aquest parell d'arrancada es troba en el rang de 1,5 a 2 vegades el parell especificat de funcionament. En el moment de l'arrancada, tant la bobina principal com la bobina d'arrancada es connecten en paral·lel a través de la font d'alimentació.

Un cop el motor accelera fins a aproximadament el 70 - 80% de la velocitat síncrona, la bobina d'arrancada es desconecta automàticament de la font d'alimentació. Per motors amb una potència d'aproximadament 100 Watts o més, normalment es fa servir un interruptor centrífug per realitzar aquesta desconexió. En canvi, per motors de menor potència, un relé serveix per desconectar la bobina d'arrancada.

Un relé es connecta en sèrie amb la bobina principal. Durant la fase d'arrancada, una quantitat significativa de corrent passa pel circuit, fent que els contactes del relé es tanquin. Aquesta acció col·loca la bobina d'arrancada al circuit. Quan el motor s'apropa a la seva velocitat d'operació predefinida, el corrent que passa pel relé comença a disminuir. Finalment, el relé s'obre, tallant la connexió de la bobina auxiliar de la font d'alimentació. En aquest punt, el motor continua operant només amb la bobina principal.

El diagrama fasorial del motor d'inducció de fase dividida, que explica les relacions elèctriques i les diferències de fase dins del motor, es mostra a continuació:

El corrent a la bobina principal, denotat com IM, arriba tard respecte al voltatge d'alimentació V gairebé 90 graus. En contrast, el corrent a la bobina auxiliar, IA, està aproximadament en fase amb el voltatge de línia. Aquesta disparitat en la relació de fase entre les dues bobines resulta en una diferència temporal entre els seus corrents. Tot i que la diferència de fase ϕ no és un 90 graus complet, normalment és d'uns 30 graus, és suficient per generar un camp magnètic rotatori. Aquest camp magnètic rotatori és crucial per iniciar la rotació del motor i permetre que funcioni.

La característica Parell - Velocitat del motor de fase dividida, que il·lustra com varia el parell de sortida del motor amb la seva velocitat de rotació, es presenta a continuació. Aquesta corba característica proporciona valiosa informació sobre el rendiment del motor en diferents condicions d'operació i és essencial per entendre el seu comportament i optimitzar-ne l'ús en diverses aplicacions.

En la característica Parell - Velocitat del motor de fase dividida, n0 marca la velocitat de rotació en la qual s'activa l'interruptor centrífug. El parell d'arrancada del motor d'arrancada per resistència sol ser d'aproximadament 1,5 vegades el parell a càrrega completa. A uns 75% de la velocitat síncrona, el motor pot assolir un parell màxim que és aproximadament 2,5 vegades el parell a càrrega completa. No obstant això, cal tenir en compte que durant l'arrancada, el motor absorbeix un corrent substancial, que equival a uns 7 a 8 vegades el valor a càrrega completa.

Invertir la direcció d'un motor d'arrancada per resistència és un procés simple. Es pot aconseguir simplement invertint la connexió de línia de la bobina principal o de la bobina d'arrancada. És important enfatitzar que aquesta inversió només es pot realitzar quan el motor està en repòs; intentar invertir-lo mentre està en moviment pot provocar danys mecànics i elèctrics.

Aplicacions del Motor d'Inducció de Fase Dividida

Els motors d'inducció de fase dividida són reconeguts per la seva afordabilitat. Són adequats per a aplicacions que involucren càrregues fàcils d'arrancar, especialment quan la freqüència d'operacions d'arrancada és relativament baixa. Degut al seu limitat parell d'arrancada, aquests motors no són ideals per a drives que requereixin més de 1 KW de potència. No obstant això, troben un ús extensiu en una ampla gamma d'electrodomèstics i maquinària industrial comuna:

• Electrodomèstics: Fan funcionar components com a màquines de llavar i ventiladors d'aire acondicionat, facilitant el funcionament suau d'aquests dispositius essencials.

• Equips de cuina i neteja: A la cuina, fan funcionar trituradors de mixtures, mentre que en aplicacions de neteja, es fan servir en polidores de sostres, fent més còmodes les feines diàries.

• Maneig de fluids i ventilació: Ventiladors i bombes centrífuges, que són vitals per la ventilació i el transport de fluids en diversos sistemes, sovint depenen dels motors d'inducció de fase dividida per al seu funcionament.

• Eines de mecanització: Aquests motors també juguen un paper en màquines de fresar i torno, contribuint a la precisió i eficiència dels processos de mecanització.

En resum, el motor d'inducció de fase dividida, amb les seves característiques distintives i aplicacions pràctiques, continua sent un component valuós en el món de l'enginyeria elèctrica.