Motor monofásico con capacitor de arranque

Motor monofásico con capacitor de arranque
En la práctica no es posible, a partir de una red monofásica, lograr un
sistema bifásico económico, desfasado exactamente 90° eléctricos.
Esto conduce a que el motor produzca un relativamente elevado
momento de arranque o un momento motor más homogéneo que
permite una marcha sin vibraciones. En base a la aplicación que
se le dará al motor, se priorizará un elevado par de arranque o un
movimiento uniforme sin vibraciones. Desarrollar un motor que
combine ambas cualidades es posible, pero muy oneroso.
Es mucho más económico recurrir a un motor trifásico.
Motor monofásico con capacitor de arranque
Estos motores se utilizan cuando es necesario arrastrar
máquinas con gran inercia o un elevado par resistente. Por
lo tanto es necesario un par de arranque elevado. Se los
emplea especialmente para impulsar bombas, compresores y bombeadores.
Se fabrican habitualmente hasta 2,2 kW= 3 CV.
continúa en página 12 u
Figura 1.
Figura 2. Construcción de un motor monofásico con capacitor de arranque.
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Motor monofásico con capacitor de arranque
u viene de página 10
En este motor las bobinas principal y la
auxiliar están construidas de tal manera
que produzcan campos magnéticos con
un desfasaje entre ellos muy elevado.
La bobina principal lleva el nombre de
bobina de trabajo y permanecerá en
servicio permanentemente. Por eso
está construida con alambres que
soporten la corriente requerida por el
servicio, y tendrá la cantidad de vueltas
necesarias para producir el campo
magnético requerido para que el motor
pueda entregar la potencia necesaria.
Es una bobina con una resistencia de
valor relativamente pequeño frente a su
reactancia inductiva. Produce un reducido factor de potencia (cosφ1).
La bobina auxiliar recibe el nombre de
bobina de arranque, ya que está en servicio sólo durante el momento en que el
motor arranca. Debido a esto, el alambre con el que se la construye puede
ser más fino que el de la bobina de trabajo; es así que la bobina de arranque
tiene un valor resistivo relativamente
grande frente a la reactancia inductiva;
y así se produce un elevado factor de
potencia (cosφ2). Esta diferencia entre
φ1 y φ2 es la que produce el desfasaje
entre los campos magnéticos de ambos
bobinados.
diseñados para un servicio permanente,
se intercala en su circuito un interruptor
centrífugo que los desconecte cuando
el motor alcance entre el 70 y el 80% de
su velocidad nominal.
El interruptor centrífugo es un interruptor eléctrico que funciona por la fuerza
centrífuga que ejerce la rotación del eje
del motor sobre un par de contrapesos.
Consiste en unos pesos montados
sobre el eje del motor, sostenidos cerca
de él por la fuerza de un resorte. Unas
palancas unidas a los pesos presionan
con una leve fricción una placa no conductora contra un contacto eléctrico
montado en la tapa opuesta al cabo de
eje del motor, cerrando al contacto y
conectando a la bobina de arranque a la
red. Cuando el motor se aproxima a su
velocidad de funcionamiento normal, la
fuerza centrífuga ejercida sobre los
pesos supera la fuerza del resorte y los
pesos se alejaran del eje haciendo que
las palancas quiten la presión de la
placa abriendo al contacto eléctrico.
Esto permite que se desconecte la bobina de arranque de la fuente de energía,
y el motor continúa funcionando únicamente con la corriente de su bobina de
trabajo. Los motores que usan un interruptor centrífugo así, hacen un ruido
característico que indica cuando éste
opera.
Quien presta atención a este sonido,
notará que el contacto abre cuando el
motor alcanza una elevada velocidad,
sin embargo, al desconectarse el motor,
este ruido se produce cuando el motor
está prácticamente detenido. Tener este
detalle en cuenta es importante si deseamos invertir el sentido de giro de un
motor monofásico.
Figura 3.
Interruptor centrífugo
Para aumentar aún más esta diferencia
de fases, se intercala un capacitor de
elevado valor para hacer que φ2 sea
capacitivo.
Para proteger a la bobina de arranque y
al capacitor de arranque que no están
Para invertir el sentido de giro de un
motor monofásico basta con invertir la
conexión de uno de los bobinados, pero
si el motor es de capacitor de arranque
e interruptor centrífugo, no podremos
hacer esta inversión mientras el motor
gira, ya que la bobina de arranque estará desconectada y no producirá el
campo necesario para ejercer un
momento motor en el sentido contrario.
Si no esperamos que el rotor se detenga, el motor seguirá marchando en el
mismo sentido.
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Figura 4. Interruptores centrífugos.
Capacitor para el arranque de motores monofásicos
Los capacitores para el arranque de
motores están construidos para prestar
un servicio transitorio durante el arranque del motor. Se admiten hasta 20
arranques de máximo 3 segundos por
hora.
Figura 5. Capacitor.
Para poder producir una gran desfasaje
de la corriente de la bobina auxiliar, el
capacitor de arranque debe ser de un
valor elevado. Sus valores nominales
oscilan entre 60 y 700 μF. Suelen estar
construidos con placas de aluminio
usando como dieléctrico a papel
impregnado con químicos, de ahí que
se los conozca como electrolíticos.
l
Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de
baja tensión, para la distribución de
energía; control, maniobra y protección
de motores y sus aplicaciones.