Motores Monofásicos: Funcionamiento, Tipos y Características Principales
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Motores Monofásicos
Los motores monofásicos, como su propio nombre indica, son motores con un solo devanado (inductor) en el estator. Tampoco en estos existe conexión física entre el rotor y el estator, ya que se encuentran separados por un espacio uniforme denominado entrehierro.
Características Generales
Se pueden alimentar conectándolos entre una fase y el neutro o entre dos fases. Debido a su generalmente pequeña potencia, no presentan los problemas de excesiva corriente de arranque comunes en motores trifásicos de gran potencia; por tanto, casi todos ellos utilizan el arranque directo.
La denominación "motor pequeño" se aplica a motores de potencia inferior a un caballo de fuerza (HP), es decir, menor a 1 HP. También se les llama motores de potencia fraccional, y casi la totalidad de los motores monofásicos pertenecen a esta categoría.
Se caracterizan por sufrir vibraciones, debido a que la potencia instantánea absorbida por cargas monofásicas es pulsante, con una frecuencia doble que la de la red de alimentación.
Una característica fundamental es que no arrancan solos, debido a que el par de arranque es cero. Para explicar esta afirmación, debemos recordar la expresión general del campo magnético en el entrehierro generado por una corriente monofásica, que resulta ser un campo alternativo pero no giratorio.
Tipos de Motores Monofásicos
Motor de Fase Partida
El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en convertir, al menos durante el arranque, el motor monofásico en un bifásico (que sí puede arrancar solo). El motor dispone de dos devanados: el principal (o de trabajo) y el auxiliar (o de arranque). Además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya función es desconectar el devanado auxiliar después de que el motor haya alcanzado una determinada velocidad.
Motor de Arranque por Capacitor (Condensador)
Estos motores monofásicos de corriente alterna, cuyo rango va desde fracciones de HP hasta unos 15 HP, se usan ampliamente en muchas aplicaciones monofásicas, como el accionamiento de máquinas y herramientas (taladros, pulidoras, motobombas, etc.).
Este motor es similar en su construcción al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor (condensador) en serie con el devanado de arranque.
Los motores de arranque con capacitor están equipados, al igual que los de fase partida, con un devanado de trabajo y uno de arranque. Sin embargo, la adición del condensador permite obtener un mayor par de arranque.
El capacitor se conecta en serie con el devanado de arranque y el interruptor centrífugo.
Motor de Polo Sombreado (Shaded Pole)
Un motor de polos sombreados es básicamente un pequeño motor de jaula de ardilla en el que el devanado auxiliar se compone de un anillo de cobre o una barra (espira de sombra) que rodea una porción de cada polo del estator. Este devanado auxiliar de una sola vuelta se denomina bobina de sombra.
Las corrientes inducidas en esta bobina por el campo magnético principal crean un desfase en el flujo magnético a través del polo. Este desfase es suficiente para generar un campo magnético bifásico débilmente giratorio, necesario para el arranque. El sentido de giro es siempre desde la parte no sombreada hacia la parte sombreada del polo.
Dado que el ángulo de fase entre las secciones sombreadas y no sombreadas es pequeño, los motores de polos sombreados producen solo un par de arranque reducido en comparación con su par a plena velocidad. Son comunes en aplicaciones de baja potencia como ventiladores pequeños.