6.2 Elementos básicos de motores monofásicos

Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca

Máquinas Eléctricas

Docente: Ing. Hugo Hernández Uscanga

Alumnos:

• Bayron Pavón Sánchez

• Alejandro Pedro Mariscal

Introducción

Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta.

Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas.

Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes:

Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque

Motores con espira en cortocircuito

Motores universales

Motores con condensador

Motores monofásico de inducción

Este tipo de motores presentan unos rendimientos, factores de potencia y pares de arranque inferiores a los trifásicos, por lo que su uso está restringido a instalaciones domésticas, o pequeñas instalaciones monofásicas.

Internamente están compuestos por un estator similar al del motor trifásico, pero con un solo bobinado (para sólo una fase), y un rotor de jaula de ardilla. En resumidas cuentas, que necesita un mecanismo de arranque para que pueda funcionar.

Rotor

Se compone de tres partes fundamentales:

Núcleo. formado por un paquete de laminas de hierro de elevada calidad magnética.

Eje, sobre el cual va ajustado a presión el paquete de chapas.

Arrollamiento llamado jaula de ardila, que consiste en una serie de barras de cobre de gran sección separados y unidos en sus extremos con 2 aros gruesos de cobre.

EstatorEl estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores

a)     Estator de polos salientes

b)     Estator ranurado

 

El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas  de acero al silicio (y se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos.Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mínimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor. El material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

Totalmente cerrada

Abierta

A prueba de goteo

A prueba de explosiones

De tipo sumergible

Carcasa

CojinetesTambién conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:

Cojinetes de deslizamiento o bujes. Operan el base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo.

Cojinetes de rodamiento. Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias razones:

Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque.

Son compactos en su diseño Tienen una alta precisión de operación. No se desgastan tanto como los cojinetes de

tipo deslizante. Se remplazan fácilmente debido a sus

tamaños estándares

Base

Base

La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos:

Base frontal

Base lateral

Tapas

Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.

Caja de conexionesPor lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.

Escobillas

Se encuentran en las zonas neutra del colector, pues aquí la tensión entre dos delgas colindantes es aproximadamente nula. Las escobillas del carbón tienen un tamaño tal, con la que abarca dos delgas, con lo que se evita una interrupción de la circulación de la corriente. Los porta escobillas juguetean las escobillas de moto que estas pueden frotar la superficie del colector con presión regulable.

Interruptor centrífugo

Su misión es desconectar el arrollamiento de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada.

El tipo más corriente consta de dos partes principales, una fija y otra giratoria.

Funcionamiento:Mientras el rotor está en reposo o girando a poca velocidad,la presión ejercida por la parte móvil del interruptor mantiene estrechamente cerrados los dos contactos de parte fija.

Cuando el rotor alcanza aproximadamente el 75% de su velocidad de régimen, la parte giratoria

cesa de presionar sobre dichos contactos y permite por tanto que se separen.

Conclusión

Al inicio del desarrollo de los motores monofásicos se debieron enfrentar obstáculos de considerable importancia, primero por que la corriente de tensión monofásica no produce un campo magnético giratorio. Luego de sortear este obstáculo los fabricantes se encontraron con la problemática que trae consigo el hecho que los motores monofásicos no poseen par de arranque intrínseco.

Con el paso del tiempo se han ido desarrollando diversas técnicas orientadas a solucionar estos problemas. Dando paso a los motores monofásicos que hemos conocido en este trabajo.

Las aplicaciones de los motores monofásicos hoy son muy amplias, puesto que cada sistema esta diseñado con características especificas, sin embargo cada una de las diferentes configuraciones tienen ventajas y desventajas tanto una con respecto de otra, como cada una con respecto a la instalación misma donde será ubicada.

También se han desarrollado motores pequeños (micro motores) que pueden ser utilizados en pequeñas maquinas herramientas (taladros, sierras circulares y otras), y otros que se utilizan en aparatos domésticos (bombas de agua de maquinas lavadoras, hornos giratorios y otros electro domésticos).