Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

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9.3 Arranque de los motores de inducción monofásicos 423 B S B S B net 80° B R B R = B net t = 0° B S = B net B net t = 45° B R t = 90° t = 135° B R = B net B R t = 180° B net B S t = 225° B R B S = B net B R = B net t = 270° B S B net t = 315° t = 360° b) FIGURA 9-13 (conclusión) b) La suma vectorial de los campos magnéticos del rotor y del estator en diferentes momentos muestra el campo magnético neto que gira en sentido contrario al de las manecillas del reloj. Estas tres técnicas de arranque son métodos que sirven para que uno de los dos campos magnéticos giratorios del motor sea más fuerte que el otro y de esta manera darle un apoyo inicial en una u otra dirección. Devanados de fase partida Un motor de fase partida es un motor de inducción monofásico con dos devanados en el estator, uno en el estator principal (M) y otro en el estator auxiliar (A) (véase la figura 9-14). Estos dos devanados están a una distancia de 90 grados eléctricos entre ellos sobre el estator del motor, y el devanado auxiliar está diseñado para que un interruptor centrífugo lo retire del circuito a cierta velocidad. El devanado auxiliar se diseña para que tenga una relación resistencia/reactancia más alta que el devanado principal, por lo que la corriente en el devanado auxiliar está adelantada a la corriente del devanado principal. En general, esta relación R/X más alta se logra por medio de un alambre más delgado en el devanado auxiliar. Se puede utilizar un alambre de diámetro más pequeño debido a que se usa sólo para el arranque y no tiene que tomar toda la corriente en forma continua. Para entender la función del devanado auxiliar, véase la figura 9-15. Puesto que la corriente en el devanado auxiliar está en adelanto con respecto a la corriente en el devanado principal, el campo
424 CAPÍTULO 9 Motores monofásicos y de uso especial + V AC – I I M R M jX M I M I A Devanado principal I Devanado auxiliar jX A a) FIGURA 9-14 a) Motor de inducción de fase partida. b) Las corrientes en el motor en condiciones de arranque. b) R A I A V Interruptor centrífugo R A –– X A R > –– M X M magnético B A llega a su pico antes que el campo magnético principal B M . Puesto que B A llega a su pico antes y luego lo hace B M , hay una rotación neta en sentido contrario al de las manecillas del reloj en el campo magnético. En otras palabras, el devanado auxiliar hace que uno de los campos magnéticos giratorios del estator que giran en sentido contrario sea más grande que el otro y proporciona un par de arranque neto al motor. En la figura 9-15c) se puede observar la típica característica par-velocidad. En la figura 9-16 se muestra un diagrama de corte transversal de un motor de fase partida. Se pueden observar fácilmente los devanados principales y auxiliares (los devanados auxiliares son los alambres con un diámetro más pequeño) y el interruptor centrífugo que elimina los devanados auxiliares del circuito cuando el motor se acerca a la velocidad de operación. Los motores de fase partida tienen pares de arranque moderados con una corriente de arranque bastante baja. Se utilizan en aplicaciones que no requieran de un par de arranque muy alto, como ventiladores, sopladores y bombas centrífugas. Están disponibles en fracciones de caballos de potencia y son bastante baratos. En un motor de inducción de fase dividida la corriente en los devanados auxiliares siempre llega a su pico antes que la corriente en el devanado principal y, por lo tanto, el campo magnético del devanado auxiliar siempre llega a su pico antes que el campo magnético del devanado principal. La dirección de rotación del motor se determina si el ángulo espacial entre el campo magnético de los devanados auxiliares está 90° en adelanto o 90° en retraso con respecto al ángulo del devanado principal. Puesto que se puede cambiar el ángulo de 90° en adelanto por el de 90° en retraso mediante la conmutación de las conexiones en el devanado auxiliar, se puede invertir la dirección de Devanado auxiliar Devanado principal B M b) Voltaje de línea I A IM t B A a) t 300% 200% 100% ind Devanado principal más devanado de arranque Interruptor centrífugo Devanado principal solo c) n sinc n m FIGURA 9-15 a) Relación de los campos magnéticos principal y auxiliar. b) I A llega a su pico antes que I M , produciendo una rotación neta de los campos magnéticos en sentido contrario al de las manecillas del reloj. c) Característica par-velocidad resultante.
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