Introducción

Un motor es una maquina motriz que convierte una forma determinada de energía, en energía mecánica de rotación o par de motor. Un motor eléctrico de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Los motores monofásicos son muy utilizados en electrodomésticos porque pueden funcionar con redes monofásicas algo que ocurre con nuestras viviendas.

En los motores monofásicos no resulta sencillo iniciar el campo giratorio, por lo cual, se tiene que usar algún elemento auxiliar. Dependiendo del método empleado en el arranque, podemos distinguir dos grandes grupos de motores monofásicos:

Motor monofásico de Inducción.Su funcionamiento es el mismo que el de los motores asíncronos de inducción. Dentro de este primer grupo disponemos de los siguientes motores:

Motor de inducción  de fase partida. Motor de inducción con arranque por condensador. Motor de inducción con condensador permanente. Motor de inducción de arranque por espira de sombra. Motor de inducción de arranque por repulsión.

Motor monofásico de ColectorSon similares a los motores de corriente continua respecto a su funcionamiento. Existen dos clases de estos:

Motores Universales Motores de Repulsión

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Conclusiones

Al inicio del desarrollo de los motores monofásicos se debieron enfrentar obstáculos para su invención, primero por que la corriente de tensión monofásica no produce un campo magnético giratorio. Luego la problemática que trae consigo el hecho que los motores monofásicos no poseen par de arranque intrínseco.

Los diferentes motores que hemos conocido han hecho posible el desarrollo de nuevas maquinas, herramientas y aparatos, tanto para su aplicación industrial o domestica.

Cada sistema de los estudiados tienen como objetivo principal introducir alguna mejora a los motores ya existentes, estos cambios consisten en: mejorar el par de arranque, el factor de potencia, la disipación de calor a través del mismo motor, evitar corrientes excesivas en el momento del arranque y evitar que las reactancias influyan negativamente en la instalación que los rodea.

Recomendaciones

A la hora de encender el motor, verificar que no esté obstaculizado, ya que esto provocaría de que el motor se queme.

Cuando se conecte el motor verificar de que este se encuentre configurado al voltaje deseado. O sea que si se le va ingresar 220v, cuando está configurado para 120v, este se quemaría instantáneamente. Pero si esto fuera al revés, este vibraría y no funcionara, ya que, no tiene la fuerza necesario para hacer girar el rotor.

A veces cuando el motor no enciende con aquella gran velocidad es porque se quemó el capacitor. Este se le puede cambiar por otro igual o también se le puede colocar otro hasta 3 veces más grande para que su fuerza de encendido sea más mucho mayor.

Siempre tenerle conectado al motor térmico o guardamotor para que no se queme por sobre carga o un switch temomagnético para prolongar su uso.

MotoresMotores y generadores eléctricos, grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dinamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. Según podemos clasificarlos de varias maneras, por su velocidad de giro, por el tipo de rotor y por el número de fases de alimentación.

Por su velocidad de giro.Asíncronos. Un motor se considera asíncrono cuando la velocidad del campo magnético generado por el estator supera a la velocidad de giro del rotor.

Síncronos. Un motor se considera síncrono cuando la velocidad del campo magnético del estator es igual a la velocidad de giro del rotor. Dentro de los motores síncronos, nos encontramos con una su clasificación:

Motores síncronos trifásicos.Motores asíncronos sincronizados.Motores con un rotor de imán permanente.

Por el tipo de rotor Por su fases de alimentación.Motores de anillos rozantes. Motores monofásicos (120v o 220v)Motores con colector. Motores trifásicos.Motores de jaula de ardilla.

MOTORES MONOFÁSICOSEl motor de inducción son motores de corriente alterna de potencia inferior o superior a un caballo que se emplea para el accionamiento de ciertos aparatos como máquinas enormes, herramientas y bombas pequeñas. Esta clase de motores consta de cuatro partes principales: una parte giratoria llamada rotor, una parte fija llamada estator, dos escudos o tapas, fijos a la carcasa mediante tornillos y tuercas y, finalmente, un interruptor centrífugo dispuesto en el interior.

Rotor.El rotor consta de tres elementos esenciales. Uno de estos es un paquete de láminas o chapas de hierro, de calidad especial, que constituye el núcleo. El segundo elemento es el eje sobre el que va dispuesto el núcleo a presión. El tercer elemento es el devanado en cortocircuito, llamado “jaula de ardilla”, que consiste en unas barras de cobre o dispuestas en ranuras practicadas en el núcleo de chapas y dispuestas en corto circuito mediante dos aros de cobre, uno a cada extremo del núcleo. En ciertos tipos de motores, el rotor lleva un arrollamiento de una pieza, de aluminio fundido.

Estator. El estator de un motor de fase partida se compone de un núcleo de chapas con ranuras semicerradas, una armadura de fundición o carcasa donde van montadas las chapas a presión y dos arrollamientos de conductor de cobre aislado, dispuestos en las ranuras, llamados arrollamiento de régimen o devanado principal o devanado de trabajo y arrollamiento de arranque o devanado auxiliar. Al arrancar el motor, ambos arrollamientos se hallan conectados a la red de alimentación, pero una vez alcanzada cierta velocidad, el arrollamiento de arranque queda automáticamente desconectado mediante el interruptor centrífugo que va montado en el interior del motor.

Escudos Los escudos van sujetos a la carcasa mediante tornillos y tuercas y sirven principalmente para mantener el rotor en posición adecuada. Cada escudo lleva practicado un orificio para el cojinete, ya sea de bolas o de fricción, donde descansa el eje del rotor. La misión de los cojinetes es la de mantener el rotor bien centrado a fin de que no roce con el estator y además reducir el rozamiento al mínimo.

Interruptor centrífugo.El interruptor centrífugo va montado en el interior del motor. Su misión es la de desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor haya alcanzado una velocidad prevista. El tipo más común consta de dos partes principales, una fija y otra giratoria. La parte fija se halla junto al escudo frontal del motor y la parte giratoria va dispuesta sobre el rotor. Cuando el motor se halla en reposo se cierran dos contactos de la parte fija del interruptor centrífugo debido a la presión que la parte móvil ejerce sobre ellos. Al alcanzar los ¾ de la velocidad de régimen, la parte giratoria deja de presionar sobre los citados contactos, quedando así automáticamente desconectado e arrollamiento de arranque de la red de alimentación.

Funcionamiento.Durante el arranque, al circular la corriente por ambos devanados, se forma en el interior del motor un campo magnético giratorio, pero antes de que el rotor inicie la rotación, el estator produce solo un campo estacionario pulsante. Para producir un campo rotatorio y, por lo tanto, un par de arranque, se debe tener un devanado auxiliar desfasado 90° con respecto al devanado principal. Estos campos magnéticos al combinarse producen el giro del rotor. El arrollamiento de arranque es necesario para la puesta en marcha del motor y generar el campo giratorio. Una vez el motor en marcha, ya no precisa el devanado de arranque y por ello se desconecta automáticamente de la red por medio del interruptor centrífugo

Estos motores han sido perfeccionados a través de los años, a partir del tipo original de repulsión, en varios tipos mejorados que en la actualidad se conocen como:

o Motor de capacitor de arranque y capacitor de marcha.

o Motor por capacitor de arranque.o Motor de fase dividida permanente.o Motor de fase partida.o Motor de polos sombreados.

Motor de capacitor de arranque y capacitor de marcha.

Este motor es el que mejores características presenta ante los motores de tipo fraccionario. El capacitor de arranque le permite desarrollar mejor par de arranque en el motor mientras que el capacitor de marcha permite mejorar funcionamiento. Como se puede apreciar el condensador de arranque es desconectado del motor por medio del interruptor centrífugo una vez que se alcanza una velocidad de aproximadamente 75% de la velocidad sincrónica. Este capacitor es de tipo electrolítico mientras que el capacitor de marcha es del tipo en aceite para corriente alterna y operación continua.

Motor por capacitor de arranque.

Este motor incluye un condensador conectado en serie con el devanado de arranque. Éste capacitor permite mejorar la característica de arranque del motor y queda desconectado por el interruptor centrífugo, cuando el motor alcanza el 75% de su velocidad sincrónica. Después de ese tiempo el motor queda conectado únicamente con el devanado de trabajo. Éste tipo de motor se recomienda utilizar cuando los requerimientos de par de arranque son de cuatro a cinco veces el par especificado. El capacitor utilizado en este motor y es del tipo electrolítico.

Motor de fase dividida permanente.

A este motor también se le conoce como motor de capacitor dividido permanente, es una versión menos cara que la del motor de arranque por capacitor y marcha por capacitor. En este caso el capacitor sirve para proporcionar el arranque del motor y a la vez para su funcionamiento con carga. Debido a que ambos devanados deben permanecer conectados, en este motor no se requiere de un interruptor centrífugo. Otra característica de este motor es que ambos devanados

tienen el mismo calibre de conductor ya que la corriente del motor será compartida en ellos. Se recomienda utilizarlos cuando se requiere accionar cargas con mínimo par de arranque.

Motor de fase dividida o partida.

Es uno de los motores de mayor uso para aplicaciones que requieren potencias fraccionarias. A diferencia de los motores anteriores, este tipo de motor no lleva capacitor ni de arranque ni de marcha, únicamente utiliza dos devanados separados en cuadratura conectados en paralelo a la fuente de suministro monofásica. A uno de los devanados se le conoce como devanado principal y tiene resistencia baja e inductancia alta y su función es conducir corriente y establecer el flujo necesario a la velocidad especificada. El otro devanado, denominado devanado auxiliar, tiene resistencia alta e inductancia baja. Éste último devanado es desconectado del motor cuando se alcanza una velocidad a 75% de su velocidad sincrónica.

Motor de polos sombreados.

Este motor es el que posee las peores características de los motores monofásicos de corriente alterna, debe su nombre debido a que el devanado auxiliar de este motor forma un anillo de cobre que se coloca en los polos salientes del mismo. Estos anillos permiten establecer el campo rotatorio necesario para su funcionamiento. Su par de arranque es muy limitado comparado con los motores anteriormente descritos.

Inversion del sentiro de giroLa inversion del giro resulta una operacin muy sencilla en un motor,pues basta para ello permutal la conexión de las terminales del arrollamiento de trabajo o del arrollamiento de arranque. Para ello hay que averiguar la conexión a simple vista:

1.El hilo de arrollamiento de trabajo es mas grueso que el de arranque. 2.Un extremo del arrollamiento de arranque sule estar conectado normalmente al interruptor centrifugo. 3.El arrollamiento de arranque generalmente siempre esta dispuesto encima del arrollamiento de trabajo.

En la figura se muestra la conexión de un motor de fase partida. =)

(=En la figura se muestra el cambio de conexión del sentido de giro en el motor de fase partida.

Conexión de TerminalesPara las diferentes clases de motores monofásicos, siempre tendrá una misma conexión, ya sea en 220v o 120v. Su referencia al bobinado siempre será igual. Aquí se muestra una tabla sobre como va conectado un motor 120v y como va conectado un motor 220v.

Nota:No Olvidemos que, las letras TX

son las puntas de las bobinas, por lo tanto, las puntas T con el numero impar serán Principios de devanados y las Pares serán Finales del devanado.

Conexión para motores de dos tensiones

La mayoría de los motores están construidos para funcionar en una sola tensión. No obstante se fabrican también motores para dos tensiones. Los motores de este tipo poseen por lo general un arrollamiento auxiliar construido por una sola sección. Para permitir el cambio de una tención a otra es preciso llevar al exterior los cuatro terminales del arrollamiento de trabajo, y si el sentido de giro tiene que poderse invertir desde el exterior, es necesario también que los dos terminales del arrollamiento de arranque salgan fuera.

Cuando el motor debe funcionar a 120v, las dos secciones del arrollamiento principal se conectan en paralelo, cuando el motor debe trabajar a 240v, las secciones se conectan en serie. Para bobinar un motor de doble tensión de servicio se ejecuta primero una de la secciones del arrollamiento principal, procediendo de nuevo el empleado para motores de una sola tensión. La segunda sección se bobina luego directamente encima de la primera utilizando el hilo con que se embobino el primero y alojándolo al mismo numero de espiras en las mismas ranuras. Entonces se llevan al exterior los dos terminales de cada sección.

Fallas

Cuando un motor falla y no opera en la forma apropiada se debe seguir un procedimiento definido para determinar las reparaciones necesarias y ponerlos nuevamente en condiciones de operación se debe hacer una serie de pruebas en el motor para determinar el problema estas pruebas habilitan ala persona que lo repara para decir si el motor requiere de una reparación menor o requiere nuevo embobinado.

1. Inspeccionar los probemos que pueden resultar problemas tales como tapas fracturar ejes chuecos, conductores y quemados flameados en el núcleo.

2. Probar el motor para problemas en chumaceras para hacer esto hay que tratar de mover el eje del motor hacia arriba y hacia abajo en la chumacera o cualquier movimiento que ocurra en la chumacera que esta en mal estado el siguiente paso es hacer girar con las manos el rotor para observar si jira libremente.

3. La siguiente prueba consiste en determinar si algún alambre interno esta haciendo contacto con la carcaza el estator o el rotor es decir si no hay algún una tierra que se puede hacer de forma muy sencilla con una lámpara de prueba.

4. Suponiendo que las pruebas anteriores no manifiestan problemas la siguiente prueba es poner a operar el motor utilizando algún dispositivo limitador de corriente como medida de protección por medio de lectura de voltaje y corriente se puede determinar que el devanado esta aterrizado.

5. Si el motor tiene un valor aceptable cuando sé le aplica el voltaje normal de operación y el motor no arranca el problema puede estar en alguna parte del circuito o en el devanado de arranque y es necesario hacer una revisión de mayor de caída.

6. El switch centrífugo montado en el rotor puede ser el motivo de la falla al no serrar los contactos del devanado de arranque cuando un componente de este switch se encuentra dando el reemplazo total se hace necesario.

Instituto Técnico Industrial “Georg Kerscheinsteiner”

Taller

Prof. Fridel Yax

Daniel A. Vicente Flores

5to. Electricidad

Banco No. 11

01. 05. 2013