Com que els requisits d’alimentació dels sistemes de càrrega única solen ser reduïts, a totes les nostres llars, les oficines només es subministren amb un subministrament de CA monofàsic. Per obtenir les condicions de treball adequades mitjançant aquest subministrament monofàsic, s’han d’utilitzar motors compatibles. A més de ser compatible, els motors han de ser econòmics, fiables i fàcils de reparar. Totes aquestes característiques es poden trobar fàcilment en un motor d’inducció monofàsica. Semblant als motors trifàsics, però amb algunes modificacions, els motors d’inducció monofàsics són una opció ideal per a electrodomèstics. El seu disseny senzill i el seu baix cost han atret moltes aplicacions.
Definició del motor d’inducció monofàsica
Els motors d’inducció monofàsics són els motors simples que funcionen en una fase monofàsica de corrent altern i en què es produeix un parell degut a la inducció d’electricitat causada pels camps magnètics alterns. Motors d’inducció monofàsics són de diferents tipus segons les seves condicions inicials i diversos factors. Ells són-
1). Motors de fase dividida.
- Motors d’arrencada de resistència.
- Motors d’arrencada de capacitància.
- Motor de condensador dividit permanent.
- Motor condensador de dos valors.
2). Motors d'inducció de pol ombrejat.
3). Motor d'inducció de reticència-arrencada.
4). Motor d'inducció de repulsió-arrencada.
Construcció de motors d’inducció monofàsics
Les parts principals d’un motor d’inducció monofàsic són l’estator, el rotor, Bobinatges . L’estator és la part fixa del motor a la qual se subministra A.C. L’estator conté dos tipus de bobinats. Un és el bobinatge principal i l’altre és el bobinat auxiliar. Aquests bobinatges es col·loquen perpendicularment entre si. Un condensador està connectat al bobinatge auxiliar en paral·lel.
Com Subministrament A.C. s’utilitza per treballar el motor d’inducció monofàsic, s’ha de tenir en compte algunes pèrdues com ara: pèrdua de corrent de Foucault, pèrdua d’histèresi. Per eliminar la pèrdua de corrent de Foucault, l'estator disposa d'estampació laminada. Per reduir les pèrdues per histèresi, aquestes estampacions solen construir-se amb acer al silici.
El rotor és la part giratòria del motor. Aquí el rotor és similar al rotor de gàbia d'esquirol. A més de ser cilíndric, el rotor té ranures a tota la seva superfície. Per obtenir un funcionament suau i força del motor, evitant el bloqueig magnètic de l’estator i el rotor, les ranures es distingeixen en lloc de ser paral·leles.
Els conductors del rotor són les barres d'alumini o de coure, que es col·loquen a les ranures del rotor. Els anells finals formats per alumini o coure curten elèctricament els conductors del rotor. En aquest anell de lliscament del motor d’inducció monofàsic i commutadors no s’utilitzen, de manera que la seva construcció es fa molt senzilla i senzilla.
Circuit equivalent del motor d’inducció monofàsic
Basant-se en la teoria de camps giratoris dobles es pot dibuixar el circuit equivalent del motor d’inducció monofàsic. El circuit es dibuixa en dues posicions: estat del rotor estanc estat del rotor bloquejat.
El motor amb rotor bloquejat actua com un transformador amb el seu bobinatge secundari curtcircuitat.
circuit equivalent del motor d’inducció monofàsic
En estat de rotor parat, dos camps magnètics giratoris són de direcció oposada amb magnituds igualment dividides i apareixen connectats en sèrie entre si.
circuit de motor d’inducció monofàsic en estat de rotor parat
Principi de funcionament del motor d’inducció monofàsic
El bobinatge principal dels motors d’inducció monofàsics es subministra amb un corrent de corrent altern monofàsic. Això produeix un flux magnètic fluctuant al voltant del rotor. Això vol dir que a mesura que canvia la direcció del corrent de corrent altern, canvia la direcció del camp magnètic generat. Aquesta no és una condició suficient per provocar la rotació del rotor. Aquí s’aplica el principi de la teoria de camps de doble gir.
Segons la teoria del camp giratori doble, un sol fitxer alternatiu es deu a la combinació de dos camps d'igual magnitud però que giren en la direcció oposada. La magnitud d'aquests dos camps és igual a la meitat de la magnitud del camp altern. Això significa que quan s'aplica A.C., es produeixen dos camps de mitja magnitud amb magnituds iguals però que giren en direccions oposades.
Per tant, ara hi ha un corrent que flueix a l’estator i un camp magnètic que gira al rotor Llei de Faraday d’inducció electromagnètica actua sobre el rotor. Segons aquesta llei, els camps magnètics giratoris produeixen electricitat al rotor que genera una força ‘F’ que pot fer girar el rotor.
Per què el motor d’inducció monofàsic no s’inicia automàticament?
Quan actualment s’aplica la llei d’inducció electromagnètica al rotor, s’indueix electricitat i es genera força a les barres del rotor. Però segons la teoria del doble camp giratori, hi ha dos camps magnètics amb la mateixa magnitud però que giren en la direcció oposada. Així, es produeixen dos vectors de força amb igual magnitud però oposats en direcció.
Així, aquests vectors de força, ja que són de la mateixa magnitud però oposats en la direcció, no fan que giri el rotor. Per tant, els motors d’inducció monofàsics no s’inicien automàticament. El motor simplement zuma en aquesta condició. Per evitar aquesta situació i fer girar el rotor, s’ha d’aplicar la força d’arrencada per a un motor monofàsic. A mesura que la força en una direcció es fa més gran que la força de l’altra direcció, el rotor comença a girar. En els motors d’inducció monofàsics, s’utilitzen bobinatges auxiliars per a aquest propòsit.
Mètodes inicials del motor d’inducció monofàsic
El motor d’inducció monofàsic no té un parell d’arrencada, de manera que cal un circuit extern per proporcionar aquest parell d’arrencada. L'estator d'aquests motors conté bobinatge auxiliar per a aquesta finalitat. El bobinatge auxiliar està connectat en paral·lel a un condensador. Quan el condensador està activat, de forma similar al bobinatge principal, i es giren dos camps magnètics de la mateixa magnitud però en sentit contrari en el bobinatge auxiliar.
A partir d'aquests dos camps magnètics de bobinatge auxiliar, un cancel·la un dels camps magnètics del bobinatge principal, mentre que l'altre se suma a un altre camp magnètic del bobinatge principal. Així, donant lloc a un sol camp magnètic giratori amb magnitud elevada. Això produeix força en una direcció i, per tant, fa girar el rotor. Un cop el rotor comença a girar, gira fins i tot si el condensador està apagat.
Hi ha diferents mètodes de declaració de motors d’inducció monofàsics. Normalment, aquests motors s’escullen en funció dels seus mètodes d’arrencada. Aquests mètodes es poden classificar com a
- Arrencada en fase dividida.
- Arrencada de pal ombrejat.
- Arrencada del motor de repulsió
- Començar les reticències.
En els inicis de fase dividida, l'estator té dos tipus de bobinats: bobinatge principal i bobinatge auxiliar, connectats en paral·lel. Els motors amb aquest tipus de mètodes d’arrencada són
- Motors de fase dividida de resistències.
- Motors de fase dividida del condensador.
- Els condensadors engeguen i fan funcionar motors.
- Motor de condensador.
Motor d'arrencada del condensador d'inducció monofàsic
Això també s’anomena motor condensador de fase dividida. Aquí el nombre de girs del bobinatge auxiliar és igual al del bobinat principal. El condensador està connectat en sèrie amb bobinatge auxiliar. El bobinatge auxiliar es desconnecta mitjançant un interruptor centrífug quan el rotor assoleix el 75% de la velocitat síncrona. El motor continua accelerant fins a assolir la velocitat normal.
La potència nominal dels motors d’arrencada del condensador oscil·la entre els 120W i els 750W. Aquests motors solen optar per aplicacions com neveres, aire condicionat, etc. a causa del seu elevat parell d’arrencada.
Aplicacions del motor d’inducció monofàsic
Aquests motors s’utilitzen en ventiladors, neveres, aire condicionat, aspiradores, rentadores, bombes centrífugues, eines, petits aparells agrícoles, bufadors, etc. Aquests s’utilitzen principalment per a dispositius de baixa potència però de velocitat constant el subministrament trifàsic no està disponible. Els motors de 1/400 kW a 1/25 kW s'utilitzen en joguines, assecadors de cabells, etc.
Per tant, bàsicament, fem servir una sola fase motors d’inducció en la nostra vida quotidiana amb freqüència. Aquests motors són fàcils de reparar. Tot i això, hi ha alguns desavantatges en aquests motors. Quin dels desavantatges d’aquests motors us heu trobat? En podeu anomenar alguns?
Font de la imatge: Circuits de motors d’inducció monofàsics
