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1.3 DEVANADOS

INTRODUCCIÓNLos motores asíncronos o de inducción, son prácticamente motores trifásicos. Están basados en el accionamiento de una masa metálica por la acción de un campo giratorio. Están formados por dos armaduras con campos giratorios coaxiales: una es fija, y la otra móvil. También se les llama, respectivamente, estator y rotor.

El arranque es el proceso de puesta en marcha de un motor que lo lleva desde una velocidad nula a la del punto de funcionamiento estable que corresponda al par resistente de la carga que tiene que mover. Para que pueda realizarse esta maniobra debe cumplirse la condición de arranque: durante el arranque el par del motor debe ser superior al par resistente. De no cumplirse esta condición, el par motor es insuficiente para mover la carga mecánica que tiene acoplada y no se puede producir el arranque.

El arranque

Debido a que los motores monofásicos de inducción no generan por sí solos par de arranque, se tienen dos devanados: el de marcha o principal; y el auxiliar o de arranque, cuya finalidad es producir el giro del rotor.

Tanto el devanado principal como el auxiliar, están distribuidos en ranuras espaciadas uniformemente alrededor del estator; sin embargo, el último se encuentra alojado en ranuras con orientación desplazada 90° en el espacio eléctrico con respecto a las del devanado principal.

(a) Monofásico

Los motores monofásicos de inducción experimentan una grave desventaja. Puesto que sólo hay una fase en el devanado del estator, el campo magnético en un motor monofásico de inducción no rota.

En su lugar, primero pulsa con gran intensidad, luego con menos intensidad, pero permanece siempre en la misma dirección. Puesto que no hay campo magnético rotacional en el estator, un motor monofásico de inducción no tiene par de arranque. Es por ello que se emplean diversos métodos para iniciar el giro del rotor, y por lo tanto existe una clasificación de los motores monofásicos basada en los métodos particulares de arranque.

1. Devanados de fase partida.

2. Devanados con capacitor.3. Polos estatóricos

sombreados.

El devanado auxiliar tiene menos vueltas y consiste en alambre de cobre de menor diámetro que el devanado de marcha. Por lo tanto, el devanado auxiliar tiene alta resistencia y baja reactancia. A la inversa, el devanado de marcha, con mas vueltas de alambre más grueso, tiene baja resistencia y alta reactancia; pero debido a su impedancia total menor, la corriente en el devanado de marcha es en general mayor que la correspondiente en el devanado auxiliar.

En otras palabras, el devanado auxiliar logra que uno de los campos magnéticos estatóricos rotacionales opuestos sea mayor que el otro y provee un par de arranque

Devanados de fase partida

Motor de arranque por capacitor

Como medio de mejorar el par relativamente bajo del motor de fase partida se agrega un capacitor al devanado auxiliar elevando el par de arranque.

Debido a su mayor par de arranque y a su reducida corriente de arranque para la misma potencia al instante del arranque, el motor de arranque por capacitor se fabrica hoy en tamaños de caballaje integral hasta de 7.5 hp.

En virtud de su mayor par de arranque, los motores de fase partida y arranque por capacitor se emplean para bombas, compresores, unidades de refrigeración, acondicionadores de aire y lavadoras grandes, en los que se necesita un motor monofásico que desarrolla alto par de arranque bajo carga y cuando se requiere un motor reversible

Con el uso del capacitor se puede hacer que la corriente del devanado auxiliar se adelante a la corriente del devanado principal 90° como en motor bifasico balanceado.

Motor de polos sombreadosTiene polos salientes con una parte de cada polo rodeada por una espira en cortocircuito de cobre. Las corrientes inducidas en las espiras de sombreado hacen que el flujo en la parte sombreada de polo se retrase con respecto al flujo del otro. El resultado es similar a un campo rotatorio que se mueve en la dirección de la parte no sombreada a la parte sombreada del polo, se producen corrientes en el rotor y se produce un par de arranque.

El motor de polos sombreados es robusto, barato, pequeño y necesita de poco mantenimiento. Desafortunadamente tiene bajo par de arranque, baja eficiencia y bajo factor de potencia

Su bajo par de arranque limita su aplicación a motores económicos de tornamesas, proyectores de cine, asadores eléctricos, ventiladores y fuelles pequeños, máquinas expendedoras, tornamesas de exhibición en escaparates, sintonizadores de TV de control remoto y otras cargas relativamente ligeras de servomecanismos

El motor de polos sombreados es, en general, un motor pequeño de potencia fraccionaria que no es mayor de 1/10 hp, aunque se han producido motores hasta de ¼ hp. La gran ventaja de este motor estriba en su extrema simplicidad: un devanado monofásico de rotor, rotor con jaula de ardilla vaciada y piezas polares especiales.

(b) BIFÁSICOLa mayoría de los motores monofásicos se construyen en la forma de motores bifásicos con dos devanados en el estator.Los devanados principal y auxiliar por lo general son diferentes con un número distinto de vueltas, diámetro de conductores y distribución de vueltas.

(c) TRIFÁSICOEn los motores trifásicos de inducción el estator es la parte que crea el campo magnético y, en el rotor es donde se origina el par de fuerzas causante del giro. El estator está constituido por un devanado trifásico, es decir por tres devanados monofásicos desfasados 120º en el espacio. Al conectarse el devanado a una red trifásica equilibrada, las intensidades absorbidas son también trifásicas equilibradas. Esto da lugar a un campo magnético giratorio, que presenta las siguientes características: - Su inducción magnética (B) es constante respecto al tiempo y,

depende de la tensión y de la frecuencia de la red trifásica.- Su número de polos depende de la configuración de las bobinas del devanado y del número de ranuras del estator.- La velocidad de giro depende del número de polos del devanado estatórico y de la frecuencia de la red.