clase 9

Cuando estudiamos los motores Corriente Continua, vimos que para que se continuara el giro, era necesario que mediante un sistema de contactos móviles unidos al electroimán que rota, se cambiara el sentido de conducción de la corriente eléctrica en este electroimán y así mediante repetirse el efecto de atracción de los polos distintos y el rechazo de los iguales se continuaba el giro. Con la aparición de la Corriente Alternada, ya teníamos una variación de la polaridad que ocurría 50 veces por segundo, lo que podría usarse para eliminar el sistema de escobilla y colector.
Para la construcción de los motores en corriente alterna, entonces, se podía usar un rotor constituido por una pieza magnética, ya que esta se acomodaría según el cambio de polaridad, y con un pequeño desplazamiento inicial que definiera el sentido de giro, la variación de la polaridad de la corriente alterna sobre las bobinas exteriores (campos) haría el resto y este motor giraría con una pieza polar de dos polos a una velocidad semejante a las variaciones de la corriente alterna. Esto es: 50 Hertz (x) 60 (seg. cada minuto) = 3000 (R.P.M)





En la práctica, tenemos el problema de que este tipo de motor, solo funciona cuando la velocidad de giro es exactamente la velocidad de conmutación de la corriente alternada, perdiendo efectividad al querer cargarlo e incluso produciendo una inversión en el sentido de giro cuando se lo quiere frenar.
Este tipo de motores se usan entonces, donde es necesaria una exactitud en la velocidad de giro, y reciben el nombre de MOTORES SINCRÓNICOS, mas no ofrecen un adecuado rendimiento en otros usos.
Para solucionar este inconveniente, se cambió la pieza rotor polar central, por una pieza de chapas de hierro, semejantes a las usadas en los motores de corriente continua, pero en ves de tener bobinas excitadas desde afuera, para producir electroimanes, se hacen espiras en cortocircuito, lo cual actúa como oponiéndose a la variación del campo magnético del rotor (ya que de variar, generaría en esas espiras corriente eléctrica; lo cual se hace imposible al estar en cortocircuito) y de esta manera, el motor puede tener rendimiento satisfactorio a revoluciones un poco menores que el cambio de la polaridad de la corriente alterna. Aún así, no está solucionando el sentido de inicio de giro, para lo cual se hace necesario de proveer de un sistema de arranque; en cuanto a la velocidad de giro, puede reducirse aumentando el número de campos. Para un motor de cuatro campos, la velocidad libre sería de 1500 R.P.M. y con carga entre 1400 y 1450 R.P.M. para un rendimiento óptimo, aunque puede trabajar a revoluciones mucho menores si disminuimos el rendimiento. Al aumentar los polos, reducimos la velocidad y eso ha permitido motores de bajas revoluciones como los usados en los ventiladores de techo. 

Dijimos ya que necesitamos proveer del impulso inicial para definir el sentido de giro. Se han logrado diversas formas de hacerlo, lo cual estudiaremos a continuación. En el primer caso que veremos, se provee al motor de un bobinado de arranque, el que solo se conecta cuando el motor está detenido o girando a muy bajas revoluciones, mediante un dispositivo que utiliza la fuerza centrifuga para accionar un mecanismo que comanda una llave la cual desconecta el bobinado correspondiente el Arranque cuando el motor ha alcanzado cierta velocidad de giro. El bobinado que corresponde al motor propiamente dicho, recibe el nombre de BOBINA DE TRABAJO, y la que es accionado solo en el arranque el nombre de : BOBINA DE ARRANQUE, refiriéndose como Motor de trabajo, ó de Arranque cuando nos referimos al accionar de esa sección en forma específica.

 

 

El sistema mecánico que acciona la llave del motor de arranque, es uno de los sistemas mas usados y confiables, pero en usos específicos se han elegido otros sistemas para proveer el impulso de arranque. En el caso de los motores usados en los equipos sellados de refrigeración, se ha dispuesto en RELAYS en SERIE con la BOBINA DE TRABAJO, la que cuando el motor está detenido o haciendo extremada fuerza, acrecienta grandemente su consumo, generando así la identificación de motor detenido o motor en inicio de giro. Entonces este RELAYS conecta el bobinado de arranque, hasta que el motor alcance la velocidad que hace que el consumo sobre el bobinado de trabajo se normalice.
Estos sistemas con RELAYS, vienen provistos además de un protector térmico, para que en caso de prolongarse en demasía el tiempo del elevado consumo, el sistema de desconecte por un tiempo prudencial, intentando un nuevo arranque nuevamente después de pasado este lapso de recuperación.
Para relacionar la forma de dibujar los bobinados y sus conexiones vamos a mostrar en un ángulo esquemático, el circuito que correspondería a estos motores descriptos.


 

Vemos en estos dibujos, que hay la posibilidad de intercalar en el circuito de arranque un capacitor electrolítico bi-polarizado. Este aditamento se usa para cuando se requiere que el motor venza en su momento de arranque una fuerza considerable. Es conveniente cuando se trata de compresores de pistón, bombas de agua de pistón o diafragma y todo mecanismo que desde el inicio de su movimiento requiera de toda la fuerza que el motor pueda brindar.
Para usos con menos exigencias de fuerza, se han provisto otros sistemas de definir el sentido de giro y ayudar al arranque. El más sencillo es el que provee un atraso en el desplazamiento del campo magnético a través de las chapas que constituyen el campo, mediante espiras en cortocircuito.

a continuación mostramos físicamente un motor de los que habitualmente se usan en los ventiladores pequeños y el mecanismo de poco requerimiento de fuerza. El principio de arranque está basado en el retardo de la circulación del campo magnético producido por la resistencia al cambio de estado que ofrece una espira en cortocircuito. Este sistema es de bajo rendimiento y genera sobre la espira en corto un calentamiento que es necesario ventilar, es muy usado por su economía.

 



Las espiras en cortocircuito, hace que en una o en los dos segmentos que forman el núcleo magnético en los, una parte (la que está lejos de la espira en corto) quede polarizada más rapidamente que aquella en donde está la espira en cortocircuito, generando un campo magnético que se desplaza en el núcleo del campo mencionado y define así el sentido de giro.