Principio de funcionamiento del motor de inducción de fase dividida
Los motores de polos sombreados son el tipo original de motor de inducción monofásico de CA. También llamados motores de inducción monofásicos, para hacer girar este motor basta con conectarlo a una sola línea de tensión y a un condensador externo. Los diferentes tipos de motores de inducción monofásicos varían en función del método utilizado para ponerlos en marcha. Los cuatro tipos básicos son el de fase dividida, el de arranque con condensador, el de condensador permanente dividido y el de arranque con condensador/marcha con condensador.
Un motor de fase dividida utiliza un dispositivo de conmutación para desconectar el devanado de arranque una vez que el motor llega al 75% de su velocidad nominal. Aunque este tipo tiene un diseño simple que lo hace menos costoso para el uso comercial, también tiene bajos pares de arranque y altas corrientes de arranque.
El motor de arranque de condensador es un motor de condensador de fase dividida con un condensador en serie con el devanado de arranque para crear más par de arranque. Este motor es más caro debido a los componentes de conmutación y condensadores que se requieren.
Un motor de condensador dividido permanente no tiene ningún interruptor de arranque. En este tipo, se conecta permanentemente un condensador al devanado de arranque. Dado que requiere un condensador para su uso continuo, no proporciona potencia de arranque, por lo que los pares de arranque suelen ser pequeños. Estos motores no tienen un buen rendimiento en aplicaciones de carga de arranque pesada. Sin embargo, tienen corrientes de arranque bajas, un funcionamiento más silencioso y una mayor vida útil y fiabilidad, lo que los convierte en una buena opción para los ciclos de trabajo elevados. También son los motores de condensador más fiables, ya que no tienen interruptor de arranque. Los diferentes diseños ofrecen mayores eficiencias y factor de potencia a cargas nominales.
Arranque del motor de inducción monofásico
Fundamentalmente, el motor de inducción de arranque por condensador es bastante similar al motor de inducción de fase dividida, salvo que el devanado de arranque tiene algunas vueltas más y está formado por un cable más pesado que el devanado de arranque.
La corriente de línea de un motor de inducción de fase dividida es 2/3 veces mayor que la corriente de línea de un motor de inducción de arranque con condensador. Y el par de arranque del motor de arranque con condensador es el doble de la resistencia de arranque del motor.
Aquí, se observa que el motor de arranque de condensador difiere del motor de inducción de fase dividida durante el período de arranque. (Desarrolla 3,5-4,5 veces el par a plena carga con una corriente de arranque menor). Después, la máquina se comporta igual en ambos motores.
Por qué un motor de fase dividida no tiene la potencia de arranque que tiene el motor de arranque por condensador
Los motores de arranque con condensador son motores de inducción monofásicos que emplean un condensador en el circuito del devanado auxiliar para producir una mayor diferencia de fase entre la corriente en el devanado principal y el auxiliar. El propio nombre de arranque por condensador indica que el motor utiliza un condensador para el arranque. La figura siguiente muestra el diagrama de conexión de un motor de arranque con condensador.
El motor de arranque a condensador tiene un rotor en forma de jaula y cuenta con dos devanados en el estator. Se conocen como el devanado principal y el auxiliar o de arranque. Los dos devanados están colocados a 90 grados de distancia. Un condensador CS está conectado en serie con el devanado de arranque. También se conecta al circuito un interruptor centrífugo SC.
IM es la corriente en el devanado principal que está retrasada 90 grados respecto a la corriente auxiliar IA, como se muestra en el diagrama fasorial anterior. Así, una corriente de alimentación monofásica se divide en dos fases. Los dos devanados están desplazados 90 grados eléctricamente, y sus FMM son iguales en magnitud pero están separados 90 grados en la fase temporal.
Motor de condensador permanente dividido
Un motor de condensador permanente dividido (PSC) es un tipo de motor de CA monofásico; más concretamente, un tipo de motor de inducción de fase dividida en el que el condensador está conectado de forma permanente (en lugar de estar conectado sólo al arrancar).
Los motores de CA pueden dividirse en motores monofásicos y trifásicos, dependiendo de si son accionados por una fuente de alimentación monofásica*1 o trifásica*2. Existen varios tipos diferentes de motores de inducción monofásicos. Uno de ellos consiste en utilizar un condensador*3 para generar un campo magnético de forma que simule una segunda fase de alimentación, generando así el par necesario para que el motor comience a girar*4. Estos motores se denominan “motores de arranque con condensador” para reflejar el uso de un condensador con este fin. Esta categoría también incluye los motores en los que el condensador permanece conectado en todo momento (no sólo durante el arranque) y se denominan “motores de funcionamiento con condensador” o “motores de condensador permanente”.
Para utilizar una fuente de alimentación monofásica disponible en los hogares para accionar un motor, es necesario un mecanismo que haga girar el motor. Un motor PSC lo hace teniendo devanados principales y secundarios separados (como se muestra en el diagrama), con el devanado principal conectado directamente a la fuente de alimentación y los devanados secundarios conectados a través de un condensador.