MOTORES DE INDUCCION MONOFASICOS

Motor de Inducción Monofásico

Juan A. Tapia

Capítulo 5
MOTORES DE INDUCCIÓN MONOFÁSICOS.
5.1 Introducción
Los Motores monofásicos se utilizan extensamente en el rango de potencias fraccionaria
basta 1.5-2 kW, deben, su nombre a que para su funcionamiento só1o requieren disponer de
una alimentación monofásica. Su modelación se establece aprovechando el circuito
equivalente obtenidopara los MI 3φ. Su principal inconveniente es que carecen de torque
de partida por lo cual debe incluirse algún sistema para su arranque. Se utilizan en
electrodoméstico, bombas, ventiladores, etc (figura 1a). En las siguientes secciones se
analiza el principio de funcionamiento, revisa la modelación, determinación de parámetros
y curvas características.

5.2 Análisis CualitativoConstructivamente un MI 1φ está compuesto por un rotor tipo jaula de ardilla similar al
analizado para el caso trifásico y un bobinado de estator distribuido monofásico en ranuras
la que impone una distribución aproximadamente senoidal en el espacio, cuyo eje
magnético esta dado por la misma bobina. Esquemáticamente la disposición de estos
elementos esta en la figura 1b. Un motor con estas característicasno posee torque de
partida por lo que por medios auxiliares se le debe proporcionar este impulso inicial para
luego girar independientemente. Antes de considerar estos mecanismos auxiliares, se
analiza las propiedades básicas del motor descrito.
Bobinado de estator
monofásico

Rotor tipo Jaula

(a)

(b)

Figura 1. (a) tipos constructivos de motor monofásico, (b) Representacióncircuital

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Motor de Inducción Monofásico

Juan A. Tapia

CMP
CMR(+)

CMR(-)

⇒

Figura 2. Descomposición del CMP en dos CMR de secuencia (+) y (-)

Al alimentar con tensión alterna el embobinado del monofásico del motor se obtiene
en CM pulsante sobre el eje de bobina. Para efectos de análisis conviene considerar este
campo pulsante (CMP) como conformado por 2 CMRs, de amplitudmáximo 0.5 del CMF.
Uno de sec (+) y el otro de sec (-).
Esto lleva a analizar el comportamiento del MI monofásico, como la combinación
de la interacción entre el CMR(+) el rotor, y el CMR(-) y el rotor. Esta situación
correspondería a una maquina de inducción alimentado con sec (+) y el otro con sec (-). El
efecto combinado de sus interacciones con el rotor dará el torque neto resultante.5.3 FMM de secuencia (+) y (-)
La circulación de la corriente de estator produce una FMM pulsante orientadas
según el eje magnético de la bobina y en todo instante con una distribución espacial de tipo
senoidal, esto es
F(θ)=Nicosθ

(1)

Donde N es el número efectivo de vueltas del devanado de estator, si
i=Imaxcos(ωt)

(2)

Luego
F(θ)=N Imaxcos(ωt)cosθ

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Motor de InducciónMonofásico

=

Juan A. Tapia

NI max
NI
cos (ωω θ) + max cos (ωω θ)
−
+
2
2

=FMM(+)+FMM(-)

(3)

Donde FMM(+) representa la FMM en dirección del ángulo θ y FMM(-) es la FMM
rotando en la dirección contraria. Ambas ondas giran a la misma velocidad pero en
direcciones opuestas. Cada una de estas componentes de la FMM total producen un efecto
del tipo motor de inducción analizadoen secciones anteriores, pero con los componentes de
torque en dirección opuestas. Con el rotor en reposo, la ondas de flujo de secuencia positiva
y negativa creadas en el entrehierro por las corrientes de estator y rotor son iguales, los
torque son iguales por lo que no existe torque de partida. Si ambas componentes se
mantienen sin variación y el rotor gira en alguna dirección, lascomponentes de flujo
producirán una característica torque-velocidad como ocurre en MI trifásica, como se ilustra
en la figura 3. La característica resultante, la cual es la suma algebraica de las dos
componentes muestra que si el motor se hace partir a través de un mecanismo auxiliar, se
producirá un torque motor de acuerdo a la dirección de giro con la que fue sacado del
reposo.

Figura 3....