Motor Monofásico de Inducción: Principios y Técnicas de Arranque

Introducción al Motor Monofásico de Inducción

Si partimos del concepto de motor de inducción y construimos un motor monofásico de inducción con rotor de jaula de ardilla, resulta evidente que el motor no tiene par de arranque. Por tanto, no podría vencer en vacío ni sus propios rozamientos. Esto se debe a que un devanado monofásico recorrido por una corriente alterna no produce el campo giratorio necesario.

Generación del Campo Giratorio

Para producir un campo giratorio a partir de una red monofásica, se obtiene un campo bifásico a partir de dos devanados desfasados 90º en el espacio y recorridos por corrientes también desfasadas 90º. Estos devanados se llaman:

Devanado Principal (RUN)

Ocupa 2/3 de las ranuras y presenta alta reactancia y baja resistencia (impedancia muy inductiva).

Devanado Auxiliar (START)

Ocupa 1/3 de las ranuras y presenta baja reactancia y alta resistencia (impedancia poco inductiva).

Estos devanados se conectan en paralelo y se alimentan a la tensión de red (230 V), obteniéndose un desfase entre las corrientes del orden de 30º, en lugar de los 90º necesarios. Por este motivo, el campo giratorio se encuentra deformado, resultando en un motor con bajo par de arranque y mal rendimiento.

Mejorando el Par de Arranque: El Condensador

El motor de fase partida tiene poco par de arranque, lo que limita su utilización. La solución es mejorar el campo giratorio, consiguiendo que las corrientes de los devanados estén desfasadas un valor próximo a 90º. Esto se logra conectando un condensador en serie con el devanado de arranque, de forma que la intensidad de este devanado (IA) adelanta respecto a la tensión (V) y se desfasa con respecto a la intensidad del devanado principal (IP). El par de arranque aumenta notablemente, y este motor se llama motor de fase partida con condensador de arranque.

El Papel del Condensador

El condensador permite aproximar el desfase entre las corrientes a 90º. En aplicaciones más exigentes, se utilizan dos condensadores para optimizar el par de arranque:

• Condensador permanente: Siempre conectado en serie con el devanado auxiliar.
• Condensador de arranque: Conectado en paralelo con el permanente durante el arranque para aumentar la capacidad, y luego desconectado.

Etapas del Arranque con Dos Condensadores

1. Se produce el arranque con ambos condensadores en paralelo (capacidades se suman), obteniendo un alto par de arranque.
2. Cerca del punto de funcionamiento del motor, se elimina el condensador de arranque.
3. El motor evoluciona solo con el condensador permanente.

Desconexión del Condensador de Arranque

Para eliminar el condensador de arranque, se utilizan:

• Interruptores centrífugos: Conforme la velocidad se aproxima a la nominal (aproximadamente un 80%), abren un contacto desconectando el condensador de arranque.
• Relés de intensidad (típicos de compresores de frío): La bobina del relé se conecta en serie con el devanado principal. Cuando la intensidad se aproxima a la nominal (aproximadamente un 80%), el contacto del relé se abre, desconectando el condensador de arranque.