MOTOR MONOFÁSICO

I._OBJETIVOS

1. Identificar el motor monofásico de una fase

2. Identificar la estructura y elementos que componen un motor de fase partida

3. Determinar las revoluciones por minuto de un motor monofásico

4. Identificar el tipo bobinado que posee un motor monofásico de fase partida

5. Calcular el número de bobinas que posee un motor monofásico en su bobina de

trabajo y arranque.

II._ Fundamento Teórico.

Es un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna monofásica.

Su constitución es similar a la de un motor serie de corriente contínua, aunque con algunas modificaciones:

-Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de energía por corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna.

-Menor número de espiras en el inductor con el fin de no saturar magnéticamente su núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente y, por lo tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia.

-Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.

El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio. Así, se emplea en máquinas herramientas portátiles de todo tipo, electrodomésticos pequeños, etc.

Características de funcionamiento: -En corriente continua es un motor serie normal con sus mismas características. -En corriente alterna se comporta de manera semejante a un motor serie de corriente

continua. Como cada vez que se invierte el sentido de la corriente, lo hace tanto en el inductor como en el inducido, con lo que el par motor conserva su sentido.

-Menor potencia en corriente alterna que en continua, debido a que en alterna el par es pulsatorio. Además la corriente está limitada por la impedancia, formada por el inductor y la resistencia del bobinado. Por lo tanto habrá una caída de tensión debido a reactancia cuando funcione con corriente alterna, lo que se traducirá en una disminución del par.

-Mayor chispeo en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, debido a que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en cortocircuito por las escobillas, lo que obliga a poner un devanado compensador en los motores medianos para contrarrestar la fuerza electromotriz inducida por ese motivo. CARACTERISTICAS DEL MOTOR MONOFASICO.

1. Principio de Funcionamiento en corriente continua 2. Principio de Funcionamiento en Corriente Alterna 3. 4. Comparación entre las características del bobinado del estator o campo en Corriente

Alterna C.A. y Corriente Continua c. c. 5. Bobinado de Compensación

1._Principio de Funcionamiento en corriente continua

Al invertir la corriente continua del motor en serie, el sentido de rotación permanece constante. Si se aplica corriente alterna a un motor en serie, el flujo de corriente en la armadura y en el campo se invierte simultáneamente, el motor seguirá girando en el mismo sentido.

2._Principio de Funcionamiento en Corriente Alterna

Figura 2: Onda senoidal.

Cuando el motor universal es conectado en A.C, su flujo varía cada medio ciclo.

En la primera mitad de la onda de corriente alterna es denominada positiva, aquí la corriente en los devanados de la armadura tienen la dirección igual a las manecillas del reloj, es decir de izquierda a derecha, mientras que el flujo producto del devanado del campo tiene un sentido de derecha a izquierda, así que el par desarrollado por el motor es contrario al de las manecillas del reloj.

En la segunda mitad de la onda de corriente alterna, denominada negativa, el voltaje aplicado invierte su polaridad, así mismo la corriente cambia su dirección y ahora está de derecha a izquierda, también el flujo producto de los polos está dirigido ahora de izquierda a derecha, el par de arranque no cambia su dirección, puesto que en la mitad negativa se invierten tanto la dirección de la corriente, como la del flujo.

3._Comparación entre las características del bobinado del estator o campo en Corriente Alterna c.a. y Corriente Continua c. c.

La cantidad de espiras de campo es menor en el motor en serie de c. a. que en el motor en serie de c. c. para disminuir la reactancia del campo y hacer que circule la cantidad de

corriente suficiente. Al disminuir la magnitud del campo se reduce el par motor por lo tanto los motores de c. a. en serie se fabrican para potencias menores de un caballo de potencia en frecuencia de 60 ciclos por segundo. Las características del motor en serie de c. a. no son similares a las del mismo tipo para c. c..

Es una máquina de velocidad variable, de baja velocidad para cargas grandes y de gran velocidad para cargas livianas. El par de arranque también es muy grande. Los motores en serie de fracciones de caballo se emplean para propulsar ventiladores, perforadoras eléctricas y otros aparatos pequeños.

El motor de c.a. en serie tiene las mismas características generales que el de c. c. en serie, se ha fabricado un motor en serie para ambas corrientes que se le llama "motor universal" y tiene gran aplicación en aparatos eléctricos pequeños. Los motores universales funcionan con menor rendimiento que los motores en serie de c. a. o c. c. puros y solo se hacen en tamaños chicos. Para invertir el giro de este motor se deben invertir las conexiones en la armadura.

4._Bobinado de Compensación

Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional, de c. a., diseñados especialmente para usarse en potencial ya sea de c. c. o de c. a.. Estos motores tienen la misma característica de velocidad y para cuando funcionan en c. a. o en c. c. En general, los motores universales pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el número de espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, también lo será su reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores al 50% de caballo generalmente se construyen sin compensación. El costo de los motores universales no compensados es relativamente bajo por lo que su aplicación es muy común en aparatos domésticos ligeros, por ejemplo aspiradoras, taladros de mano, licuadoras, etc.

Los motores universales grandes tienen algún tipo de compensación. Normalmente se trata del devanado compensador del motor de serie o un devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los problemas de la reacción de armadura.

Una característica importante de los motores serie de c-a es el uso de motores compensadores para reducir la reacción de armadura. El medio más común para esta compensación implica incrustar devanados compensadores distribuidos en los polos del motor. Si el motor de serie de c. a. tendrá aplicaciones tanto con c. a. como con c. c., el devanado compensador se conecta siempre en serie con la armadura y se dice que el motor está compensado conductivamente. Si el devanado compensador está conectado en corto circuito sobre sí mismo, se dice que el motor está compensado inductivamente.

III._EQUIPOS Y MATERIALES

Motor monofásico de fase partida

Desarmadores estrella y plano

Regla

Martillo

IV._PROCEDIMIENTO: Para cualquier prueba o práctica con un motor se debe seguir los

siguientes pasos.

1. Antes de probar el motor se debe comprobar si existe corto circuito en su toma de

corriente con respecto a la carcasa metálica del motor.

2. Para poder realizar los cálculos correspondientes, antes de proceder a desarmar el

motor, se debe marcar puntos específicos entre las tapas de encaje del eje rotor y la

carcasa que contiene el estator del motor.

3. Se identificó las partes que contiene el motor monofásico como: Estator, el rotor, las

tapas, la bobina de arranque ya que era un motor con un contactor centrífugo

necesario para su arranque, también estaba la bobina de trabajo. A continuación se

muestran fotos de las algunas partes del motor tomadas en laboratorio.

ROTOR.

BOBINA DE

ARRANQUE

CONTACTOR

CENTRÍFUGO.

4. Se procede a medir con mucho cuidado con una regla pequeña, o una cinta métrica la

longitud axial del estator, y la profundidad de las ranuras, las cuales miden 3.5 cm. Y

1.7 cm. Respectivamente, evitando torcer las bobinas para no causar cortocircuito al

momento de su ensamblado y prueba.

5. Hacemos el cálculo de RPM del motor el cual se calcula de la siguiente manera:

RPM =

⁄

Donde:

F: Frecuencia

P: Numero de Polos

En el laboratorio obtuvimos los siguientes datos: P = 4 polos, F = 60 Hz

RPM =

⁄

RPM = 1800 RPM

6. Al proceder a contar el número de ranuras que posee el estator encontramos que

posee 24 ranuras.

7. Con el número de polos calcular el paso polar que posee las bobinas de trabajo y

arranque.

Paso polar:

CARCASA.

BOBINA DE TRABAJO Y

ESTATOR.

Para la bobina de trabajo:

Numero de ranuras es 24.

Numero de polos (P) es 4.

Entonces de paso polar es igual a:

8. Calcular el número de inductores de la bobina de trabajo y de arranque

Numero de inductores total:

Donde:

E: voltaje de CA (220v)

f: frecuencia de CA (60hz)

: Flujo magnético por polo

Como

Profundidad de la ranura: Le = 1.7 cm

Longitud axial: Lax=3.5cm

Queda:

= 184450

Entonces :

NIT =

NIT = 1605

Numero de inductores por bobina de polo

NIB = 50