Motor tipo repulsión-inducción

Motor tipo repulsión-inducción. Concepto: Un motor eléctrico puede definirse como una máquina capaz de convertir la corriente eléctrica en energía, todo motor está compuesto de una u otra forma por dos partes esenciales, un estator o parte fija muy similar al de un alternador, y un rotor, pero este último si difiere bastante al de un alternador, el tipo de rotos más ampliamente difundido se conoce como jaula de ardilla.

Motor tipo repulsión-inducción

Este motor se asemeja en su estructura a un motor serie monofásico, sin embargo, el inducido, no está conectado en serie con las bobinas de excitación, sino cortocircuitado. La figura que se muestra a continuación es una representación esquemática de un motor de arranque por repulsión.

Funcionamiento

Consideremos el caso de que el motor está parado. Si se suprimen las bobinas AA', como es el caso de la figura (A), el flujo alternante Φ producido por la bobina de excitación BB' induciría fuerzas electromotrices en los conductores del inducido.

Como puedes observar en la figura (A), las cruces y puntos indican los sentidos de las fuerzas electromotrices inducidas durante el cuarto de ciclo en que el flujo aumenta, determinándose dicho sentido por la Ley de Lenz. Cada una de estas fuerzas electromotrices tendrá sentido inverso durante el cuarto de ciclo siguiente, pero en todo instante yendo de una a otra escobilla a través del arrollamiento del inducido, por cualquiera de las dos trayectorias, se encontrará igual número de cruces que de puntos y, por consiguiente no hay fem resultante a través de las escobillas y no circulará corriente en el conductor x del corto circuito ni en el arrollamiento del inducido. De ello cabe deducir que cualquier corriente que circule por el inducido cuando el motor está en reposo se debe únicamente a la acción de las bobinas AA'.

La figura (C), representa las bobinas AA'actuando solas y se ha dibujado, lo mismo que en la figura anterior, para el cuarto de ciclo durante el cual el flujo está aumentando. Estas dos figuras son idénticas salvo la posición de las escobillas respecto a los polos.

Podemos observar en la figura (B), como de una escobilla a otra a través del arrollamiento del inducido, las fuerzas electromotrices encontradas son todas del mismo sentido y, por consiguiente, circulará una corriente grande por el inducido y por el conductor x del corto circuito. Sin embargo, la reacción entre esta corriente y los polosAA' no produce un par neto, porque debajo de cada polo la mitad de los conductores transporta corriente en un sentido, mientras que la otra mitad la transporta en sentido opuesto.

Si actúan ambos conjuntos de bobinas a la vez, como en la figura (A), la corriente producida por el inducido en las bobinas AA' desarrolla un potente par motor al reaccionar con el campo magnético de los polos BB'. Cuando el motor adquiere velocidad, actúa un dispositivo centrífugo y empuja contra los extremos de las delgas del colector, cortocircuitando así todas las bobinas del inducido. El motor funciona entonces como un motor de inducción monofásico de jaula de ardilla.

En otra disposición del motor de repulsión-inducción, el rotor lleva una jaula de ardilla ordinaria además del arrollamiento del tambor y el colector. Esto hace innecesario dotarlo de un dispositivo para cortocircuitar las delgas del colector. El par de arranque del motor de repulsión-inducción es, como mínimo, 3,5 veces el correspondiente a plena carga.

En la figura (A), el estator tiene aparentemente cuatro polos salientes, pero en el instante representado, A' y B' son polos nortes mientras que A y B son polos sur. El campo resultante forma, por consiguiente, un ángulo de 45º por la vertical que pasa por ambas escobillas. El campo resultante lo produciría igualmente un solo par de polos con su eje magnético común formando el mismo ángulo de 45º, y de hecho el estator se construye realmente así. Además, en la práctica, los polos no son salientes y están producidos por un solo arrollamiento monofásico distribuido en las ranuras de un núcleo del estator que es el mismo núcleo de cualquier motor de inducción. Únicamente difiere el rotor, cuya característica esencial es que la línea que pasa por ambas escobillas ha de fomar, aproximadamente un ángulo de 45º por el campo producido por las bobinas del estator.

Los motores bipolares y tienen una velocidad de sincronismo de 3 600 rpm en una red de 60 ciclos. Para obtener 1 800 rpm se necesita cuatro polos. El motor universal suele tener también más de dos polos, pero en el caso de este motor lo que decide el número de aquellos no es la velocidad, sino la economía de la construcción y las dificultades de conmutación. El motor universal puede ser devanado para cualquier velocidad que se desee. Siempre que el número de conductores se reduce a la mitad, la velocidad se duplica.

Fuentes

Libro de texto: Electrotécnia. Fundamentos teóricos y aplicaciones prácticas. Autores: Alexander Gray. Y G.A Wallace