El motor monofásico funciona con corriente alterna a través de una conexión monofásica. La tensión de esta red debe ser la estándar de 220 V y la frecuencia debe ser de 50 Hertz. Estos motores se utilizan principalmente en electrodomésticos, bombas, pequeños ventiladores, etc.
La potencia de los motores monofásicos también es suficiente para electrificar casas particulares, garajes o casas de campo. Estas condiciones se basan en una red monofásica de 220 V, que impone ciertos requisitos al procedimiento de conexión del motor. En este caso se utiliza un circuito especial que incorpora un devanado de arranque.
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Esquema de conexión para motores monofásicos con condensador
Los motores monofásicos de 220 V se conectan a la red mediante un condensador. Esto se debe a la naturaleza de la unidad. Por ejemplo, un devanado de corriente alterna en el estator del motor produce un campo magnético cuyos impulsos sólo se compensan si se invierte la polaridad a 50 Hz. A pesar del ruido característico que emite el motor monofásico, el rotor no gira. El par se crea utilizando bobinas de arranque adicionales.
Para entender cómo conectar un motor monofásico con un condensador, basta con considerar 3 esquemas de trabajo con un condensador:
- condensador de arranque;
- corriendo;
- Condensador de funcionamiento y de arranque (combinados).
Cada uno de los diagramas de conexión enumerados es adecuado para su uso con motores eléctricos monofásicos asíncronos de 220v. Sin embargo, cada opción tiene sus propios puntos fuertes y débiles, por lo que merecen ser examinadas con más detalle.
La idea del condensador de arranque es conectarlo al circuito sólo cuando el motor arranca. El circuito proporciona un pulsador diseñado para abrir los contactos cuando el rotor alcanza un nivel de velocidad predeterminado. Su rotación posterior se debe a la fuerza de inercia.
El mantenimiento del movimiento de rotación durante un largo período de tiempo está garantizado por el campo magnético del devanado principal del motor monofásico con condensador. Un relé especialmente previsto para ello puede funcionar como interruptor.
El circuito del condensador/motor monofásico consiste en un pulsador que abre los contactos cuando se abren. Este enfoque permite reducir el número de cables utilizados (se puede utilizar un bobinado de arranque más fino). Se recomienda el uso de un relé térmico para evitar cortocircuitos entre las bobinas.
Cuando se alcanzan temperaturas altas críticas, este elemento desactiva el bobinado adicional. La misma función puede realizarla un interruptor centrífugo que se instala para abrir los contactos cuando se superan los valores de velocidad permitidos.
Se desarrollan circuitos adecuados para el control automático de la velocidad y la protección contra sobrecargas del motor, y se incorporan diversos componentes de corrección en el diseño de las unidades. El interruptor centrífugo puede montarse directamente en el eje del rotor o en componentes conectados a él (mediante acoplamiento directo o acoplamiento de engranajes).
La fuerza centrífuga que actúa sobre la carga tensa el muelle conectado a la placa de contacto. Si la velocidad alcanza un determinado valor, los contactos se cierran y el motor deja de recibir corriente. Se puede transmitir una señal a otro mecanismo de control.
Existen variantes de circuitos en los que un interruptor centrífugo y un relé térmico están incluidos en un solo componente. Esta solución permite desactivar el motor mediante el componente térmico (si se alcanzan temperaturas críticas) o mediante el elemento deslizante del interruptor centrífugo.
Si el motor se conecta a través de un condensador, las líneas del campo magnético en el devanado auxiliar suelen estar distorsionadas. Esto supone un aumento de las pérdidas de potencia, una reducción general del rendimiento de la unidad. Sin embargo, se mantiene un buen rendimiento de arranque.
La utilización de un condensador de marcha en el circuito de conexión de un motor monofásico con devanado de arranque implica una serie de características distintivas. Por ejemplo, el condensador no se desconecta tras el arranque, el rotor gira por la acción de impulso del devanado secundario. Esto aumenta considerablemente la potencia del motor y, al seleccionar la capacidad del condensador, se puede optimizar la forma del campo electromagnético. Sin embargo, el arranque del motor se alarga.
La selección de un condensador de capacidad adecuada se basa en la carga de corriente, lo que permite optimizar el campo electromagnético. Si se modifican los valores nominales, todos los demás parámetros fluctuarán. El uso de varios condensadores con diferentes características capacitivas permite estabilizar la forma de las líneas de campo magnético. Esto optimiza el rendimiento del sistema, pero introduce algunas complicaciones durante la instalación y el funcionamiento.
Una conexión combinada de motor monofásico con devanado de arranque se basa en el uso de dos condensadores, uno de marcha y otro de arranque. Esta es la solución óptima para conseguir un rendimiento medio.
Cálculo de la capacidad de un condensador de motor
Hay una fórmula compleja para calcular la capacidad exacta del condensador que se necesita. Sin embargo, muchos años de experiencia profesional demuestran que las siguientes recomendaciones son suficientes:
- 1 kW de potencia del motor requiere 0,8 μF de condensador de funcionamiento;
- El bobinado de arranque requiere que este valor sea 2 o 3 veces mayor.
La tensión de funcionamiento para ellos debe ser 1,5 veces superior a la de la red eléctrica (en nuestro caso 220 V). Para simplificar el proceso de arranque, es mejor instalar en el circuito de arranque un condensador con la indicación "Arranque" o "Puesta en marcha". Aunque está permitido utilizar condensadores estándar.
Inversión de la dirección del motor
Es posible que, una vez conectados, los motores monofásicos giren en sentido contrario al deseado. Esto no es difícil de rectificar. Cuando se montó el circuito, se sacó un cable como común, y otro cable se llevó al botón. Para cambiar el sentido magnético de rotación del motor eléctrico, hay que intercambiar estos 2 cables.
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