Motor de indución en fase dividida

O motor de fase dividida, tamén coñecido como motor de arranque por resistencia, presenta un rotor de jaula única. O seu estator está equipado con dúas bobinas distintas: a bobina principal e a bobina de arranque. Estas dúas bobinas están espacialmente desprazadas 90 graos, unha configuración que xoga un papel crucial na operación do motor.

A bobina principal caracterízase pola súa baixa resistencia e alta reactividade indutiva, mentres que a bobina de arranque presenta as características opostas, con alta resistencia e baixa reactividade indutiva. Esta disparidade nas propiedades eléctricas entre as dúas bobinas é clave para xerar o par necesario para o arranque do motor. O diagrama de conexión deste motor preséntase a continuación, ilustrando como estas compoñentes interaccionan dentro do circuito eléctrico:

Un resistor está conectado en serie coa bobina auxiliar (de arranque). Debido a esta disposición, as correntes que circulan por as dúas bobinas son diferentes. En consecuencia, o campo magnético rotatorio resultante é non uniforme, levando a un par de arranque relativamente pequeno. Xeralmente, este par de arranque está no rango de 1,5 a 2 veces o par especificado de funcionamento. No momento do arranque, tanto a bobina principal como a de arranque están conectadas en paralelo á fonte de alimentación.

Unha vez que o motor acelera ata aproximadamente o 70-80% da velocidade síncrona, a bobina de arranque desconectase automaticamente da fonte de alimentación. Para motores cunha potencia ao redor dos 100 Watts ou superior, é común empregar un interruptor centrífugo para realizar esta desconexión. En contraste, para motores de menor potencia, un relé serve para desconectar a bobina de arranque.

Un relé está conectado en serie coa bobina principal. Durante a fase de arranque, unha cantidade significativa de corrente fluye polo circuito, o que causa que os contactos do relé se pechen. Esta acción introduce a bobina de arranque no circuito. A medida que o motor se aproxima á súa velocidade de funcionamento predeterminada, a corrente que circula polo relé comeza a diminuír. Eventualmente, o relé abre, cortando a conexión da bobina auxiliar da fonte de alimentación. Nese punto, o motor continua a funcionar só coa bobina principal.

O diagrama fasorial do motor de indución de fase dividida, que explica as relacións eléctricas e as diferenzas de fase dentro do motor, preséntase a continuación:

A corrente na bobina principal, denotada como IM, retarda respecto á tensión de alimentación V case 90 graos. En contraste, a corrente na bobina auxiliar, IA, está aproximadamente en fase coa tensión de rede. Esta disparidade na relación de fase entre as dúas bobinas resulta nunha diferenza temporal entre as súas correntes. Aínda que a diferenza de fase ϕ non é de 90 graos completos, xeralmente arredor de 30 graos, é suficiente para xerar un campo magnético rotatorio. Este campo magnético rotatorio é crucial para iniciar a rotación do motor e permitir que funcione.

A característica torque-velocidade do motor de fase dividida, que ilustra como varía a saída de torque do motor coa súa velocidade de rotación, preséntase a continuación. Esta curva característica proporciona información valiosa sobre o rendemento do motor en diferentes condicións de funcionamento e é esencial para entender o seu comportamento e optimizar o seu uso en varias aplicacións.

Na característica torque-velocidade do motor de fase dividida, n0 marca a velocidade de rotación na que o interruptor centrífugo actúa. O torque de arranque do motor de arranque por resistencia xeralmente mide arredor de 1,5 veces o seu torque a carga completa. A aproximadamente o 75% da velocidade síncrona, o motor pode lograr un torque máximo que é aproximadamente 2,5 veces o torque a carga completa. No entanto, é importante destacar que durante o arranque, o motor consume unha corrente substancial, que é case 7 a 8 veces o valor a carga completa.

Inverter a dirección dun motor de arranque por resistencia é un proceso sinxelo. Pode realizarse simplemente invertendo a conexión de liña da bobina principal ou da bobina de arranque. É fundamental enfatizar que esta inversión só pode realizarse cando o motor está parado; tentar invertilo mentres está en movemento pode levar a danos mecánicos e eléctricos.

Aplicacións do motor de indución de fase dividida

Os motores de indución de fase dividida son coñecidos pola súa accesibilidade. Son adecuados para aplicacións que implican cargas fáciles de iniciar, especialmente cando a frecuencia de operacións de arranque é relativamente baixa. Debido ao seu par de arranque limitado, estes motores non son ideais para impulsos que requiren máis de 1 KW de potencia. Non obstante, atopan un uso extenso en unha ampla gama de electrodomésticos e maquinaria industrial comuns:

• Electrodomésticos: Proporcionan a enerxía para componentes como as lavadoras e os ventiladores de aire acondicionado, facilitando o funcionamento suave destes dispositivos esenciais.

• Equipo de cozinha e limpeza: Na cozinha, impulsan os trituradores de alimentos, mentres que nas aplicacións de limpeza, utilizanse en polidores de soalos, facendo que as tarefas cotidianas sexan máis cómodas.

• Manexo de fluídos e ventilación: Os ventiladores e bombas centrífugas, que son vitais para a ventilación e o transporte de fluídos en varios sistemas, frecuentemente confían nos motores de indución de fase dividida para o seu funcionamento.

• Herramientas de maquinaria: Estes motores tamén xogan un papel en máquinas de fresado e torno, contribuíndo á precisión e eficiencia dos procesos de maquinaria.

En resumo, o motor de indución de fase dividida, coas súas características distintivas e aplicacións prácticas, permanece como un componente valioso no mundo da enxeñería eléctrica.