Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

418 CAPÍTULO 9 Motores monofásicos y de uso especial
cortocircuito, la corriente fluye en el rotor. Sin embargo, este campo magnético
está alineado con el campo magnético del estator y no produce ningún par neto
en el rotor,
B R
ind kB R B S
kB R B S sen
kB R B S sen 180° 0
(3-58)
B S
Como el rotor está detenido, el motor parece un transformador con un devanado
secundario en cortocircuito (véase la figura 9-6).
Al principio, el hecho de que los motores de inducción monofásicos no tuvieran
un par de arranque intrínseco era un serio impedimento para desarrollar
un motor de inducción. Cuando se comenzaron a perfeccionar los motores de
inducción a finales de la década de 1880 y a principios de la siguiente, los primeros
sistemas de potencia de ca disponibles eran monofásicos de 133 Hz. Con
los materiales y técnicas disponibles en ese entonces era imposible construir un
FIGURA 9-6 Motor de inducción monofásico en motor que funcionara de manera adecuada. El motor de inducción no se convirtió
en un producto funcional listo para utilizarse hasta que se desarrollaron los
condiciones de arranque. El devanado del estator
induce voltajes y corrientes opuestos en el circuito sistemas de potencia trifásicos de 25 Hz a mediados de la década de 1890.
del rotor, lo que provoca un campo magnético del
Sin embargo, una vez que el motor comenzaba a girar, se producía un par
rotor alineado con el campo magnético del estator
t ind = 0.
inducido en él. Hay dos teorías básicas que explican por qué se produce un par
en el rotor una vez que comienza a girar. Una se llama teoría del doble campo
giratorio de los motores de inducción monofásicos y la otra se llama teoría de
campo cruzado de los motores de inducción monofásicos. A continuación se describe cada una de
ellas.
Teoría del doble campo giratorio de los motores
de inducción monofásicos
Básicamente, la teoría del doble campo giratorio de los motores de inducción monofásicos sostiene
que un campo magnético oscilatorio estacionario se puede separar en dos campos magnéticos giratorios
de igual magnitud, pero que giran en direcciones opuestas. El motor de inducción responde
por separado a cada campo magnético y el par neto en la máquina será igual a la suma de los pares
de cada uno de los dos campos magnéticos.
La figura 9-7 muestra la forma en que un campo magnético oscilatorio estacionario se puede
dividir en dos campos magnéticos iguales que giran en direcciones contrarias. La densidad de flujo
del campo magnético estacionario está dada por
B S (t) (B máx cos t) ^j (9-1)
Un campo magnético que gira en el sentido de las manecillas del reloj (SMR) se puede expresar
como
B SMR (t)
1
2 B máx cos t ^i
1
2 B máx sen t ^j (9-2)
y un campo magnético que gira en el sentido contrario a las manecillas del reloj (SCMR) se puede
expresar como
B SCMR (t)
1
2 B máx cos t ^i
1
2 B máx sen t ^j (9-3)
Nótese que la suma de los campos magnéticos en el sentido de las manecillas del reloj y en el sentido
contrario a las manecillas del reloj es igual al campo magnético oscilatorio estacionario B S :
B S (t) B SMR (t) B SCMR (t) (9-4)