Motor de fase partida

Un motor monofásico de fase partida é un motor eléctrico con dous debandados independentes no estator, un principal ou de traballo e outro auxiliar ou de arranque. A necesidade do motor de indución monofásico de fase partida explícase da seguinte forma: existen moitas instalacións, tanto industriais coma domésticas ás que a compañía eléctrica só subministra un servizo de corrente alterna monofásica. Ademais, en todo lugar case sempre hai necesidade de motores pequenos que traballen con subministración monofásica para impulsar diversos artefactos electrodomésticos tales como máquinas de coser, trades, aspiradoras, acondicionadores de aire, lavadoras, compresores...

Características e tipos

A maioría dos motores monofásicos de fase partida son motores pequenos de cabalaxe fraccionaria (menos de 1 cabalo). Tanto para 115 v coma para 230 v en servizo monofásico. A súa principal desvantaxe é o seu baixo par de arranque. Outra desvantaxe é que cando teñen moita carga, o xiro do campo magnético é elíptico, e isto fai que o rotor emita un ruído. É por iso que seus principais usos son os anteriormente mencionados, cargas pequenas que xa emiten ruído de seu.

O motor de fase partida é un dos distintos sistemas ideados para o arranque dos motores asíncronos monofásicos. Baséase no desfase de intensidades durante o arranque. O motor dispón de dous debandados, o principal e o auxiliar; ademais, leva incorporado un interruptor centrífugo o cal desconecta o debandado auxiliar despois do arranque do motor.

Para mellorar o seu funcionamento e adecualo a aplicacións mais específicas, pode ir acompañado dun ou dous Condensadores. Que dará lugar os seguintes motores:

• Motor con condensador de arranque.
• Motor con condensador de marcha.
• Motor con condensador de arranque e de marcha.

Funcionamento

Os motores monofásicos de indución de fase partida experimentan unha grave desvantaxe. Posto que só hai unha fase no debandado do estator, o campo magnético inducido nun motor monofásico de indución non rota. O único que fai son cambios de intensidade e de sentido. Primeiro pulsa con grande intensidade, logo con menos intensidade, pero permanece sempre na mesma dirección. Un campo magnético así non fai que o rotor empece a xirar.

Para conseguir que o motor empece a xirar, o seu estator está constituído por dous debandados: o de traballo ou principal, e o de arranque ou auxiliar que está orientado nun ángulo de noventa grados respecto ao principal.

Aínda habendo estes dous debandados, se as correntes neles están en fase o campo magnético non xirara dado a que campo magnético non cambia de dirección. Para conseguir que o motor empece a xirar o campo magnético ten que cambiar de dirección , ten que facer un xiro. Isto só se conseguirá se as intensidades de traballo e arranque están desfasadas.

A técnica utilizada no motor de fase partida para conseguir dúas intensidades desfasadas e así crear un campo magnético xiratorio e a seguinte :

O debandado de arranque ten menos espiras e o arame de menor sección que o debandado de traballo, polo que ten unha alta resistencia e unha baixa reactancia. Polo contrario, o de traballo ten mais espiras e un arame mais groso, polo que ten baixa resistencia e alta reactancia. E así os debandados terán un valor de impedancia diferente, e un desfase das correntes en torno a 30 grados.

A conectalo á rede arranca automaticamente, e o alcanzar unha certa velocidade aproximadamente o 75% da súa velocidade de réxime desconectase o debandado de arranque pola acción dun interruptor centrífugo que leva incorporado e que vai solidario ao eixe do motor. O motor segue funcionando unicamente co debandado de traballo. Se o interruptor centrífugo non desconectase o debandado de auxiliar unha vez que o motor xa comezou a xirar, dado que o devandito debandado ten unha alta resistencia, produciría moita calor que acabaría por queimar o motor. Ademais este debandado xa non e necesario unha vez arrancado o motor. Un campo magnético que só cambie de valor e sentido pero non de dirección, aínda que non serve para iniciar o xiro, si chega para mantelo. O debandado de arranque so é necesario para poñer en marcha o motor, é dicir, para xerar o campo xiratorio. Unha vez conseguido o arranque do motor xa non se necesita máis, e por iso é desconectado da rede por medio do interruptor centrífugo.

Durante a fase de arranque, as correntes que circulan por ambos dous debandados crean un campo magnético xiratorio no interior do motor. Este campo xiratorio induce correntes no rotor, as cales xeran á súa vez outro campo magnético. Ambos os dous campos magnéticos reaccionan entre se e determinan o xiro do rotor.

Partes principais do motor de fase partida

Rotor

O rotor componse de tres partes fundamentais. A primeira delas é o núcleo, formado por un paquete de láminas ou chapas de ferro de elevada calidade magnética. A segunda é o eixe, sobre o cal vai axustado a presión o paquete de chapas. A terceira é a gaiola de esquío, que consiste nunha serie de varas de cobre ou aluminio de gran sección, que van aloxadas dentro das rañuras axiais practicadas na periferia do núcleo e unidas en curtocircuítos mediante dous grosos aneis de cobre, situados un a cada extremo do núcleo. Na maioría dos motores de fase partida é de aluminio e esta fundida nunha soa peza.

Estator

O estator componse dun núcleo de chapas de aceiro con rañuras semipechadas, dunha pesada carcasa de aceiro ou de fundición dentro da cal esta introducido a presión o núcleo de chapas, e de dous debandados de fío de cobre illado aloxados nas rañuras e chamados respectivamente debandado principal ou de traballo e debandado auxiliar ou de arranque.

Interruptor centrífugo

O interruptor centrífugo vai montado no interior do motor. A súa misión é desconectar o debandado de arranque en canto o rotor alcanzou unha velocidade predeterminada. O tipo máis corrente consta de dúas partes principais, unha fixa e outra xiratoria. A parte fixa está situada polo xeral na cara interior do escudo frontal do motor e leva dous contactos, polo que o seu funcionamento é análogo ao dun interruptor unipolar. Nalgúns motores modernos a parte fixa do interruptor está montado no interior do corpo do estator. A parte xiratoria vai disposta sobre o rotor.

O funcionamento dun interruptor é o seguinte: mentres o rotor esta en repouso ou xirando apouca velocidade, a presión exercida pola parte móbil do interruptor mantén estreitamente pechados os dous contactos da parte fixa. Cando o rotor alcanza aproximadamente o 75% da súa velocidade de réxime, a parte xiratoria cesa de premer sobre os devanditos contactos e permite polo tanto que se separen, co cal o debandado de arranque queda automaticamente desconectada da rede de alimentación.

Escudos ou placas térmicas

Os escudos ou placas térmicas, están fixados á carcasa do estator por medio de parafusos ou bulóns; a súa misión principal é manter o eixe do rotor en posición invariable. Cada escudo ten un orificio central previsto para aloxar a chumaceira, sexa de bólas ou de esvaramento, onde descansa o extremo correspondente do eixe rotórico. As dúas chumaceiras cumpren as seguintes funcións: soster o peso do rotor, manter este exactamente centrado no interior do estator, permitir o xiro do rotor coa mínima fricción e evitar que o rotor chegue a rozar co estator.

Véxase tamén

Bibliografía

• Miguel Ángel Rodríguez Pozueta, (en castelán) Máquinas asíncronas 2008, Universidad de Cantabria.
• Jaime García Díaz, (en castelán) Estudio de motores eléctricos para su uso en motocicletas 2012, Universidad Carlos III.