Motores Monofasicos Con Capacitor

INSTALACION Y MANTENIMIENTO DEL MOTOR MONOFASICO DE INDUCCION

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS118

Lo que debe hacer para desechar estos materiales eslo siguiente:

1. Busque un recipiente de plástico o metalsuficientemente duro para soportar

este material corrosivo, esterecipiente debe tener unatapadera hermética.

2 . Utilice un recipientepara cada residuo. Nuncamezcle los solventes o

aceites que no sean delmismo tipo ya que estoprovocará, en algunos

casos, gases tóxicos y altamenteinflamables.

3. Cuando el recipiente esté lleno, puedellevarlo a la recicladora más próxima. Siaun no existiera alguna en el área, selle elrecipiente y guárdelo en algún lugar seguroy adecuado. En algún momento llegará larecicladora para procesarlos.

Nunca queme los restosde plásticos o inflamables

ya que estos humos dañanla capa de ozono.

Utilice materiales que no sondañinos a la capa de ozono. Normalmente losmateriales que no dañan la capa de ozonotraen en la etiqueta una indicación, con la queusted puede saber si los puede utilizar.

2.5 MOTOR CON CAPACITOR DEARRANQUE

El Motor monofásico con capacitor de arranque tieneuna aplicación muy extensa, ya que su gran par dearranque y su velocidad casi constante lo hacen idóneo

ADVERTENCIA

para compresores de aire, compresores derefrigeración, bombas de gasolina, quemadores depetróleo, etc.

En aplicaciones como el impulso de compresores ensistemas de aire acondicionado que trabajan con altacontrapresión, el motor con capacitor de arranque essin duda la elección inmediata, pero en otros casoscomo el de los refrigeradores para uso doméstico, elmotor de fase partida constituye una alternativa máseconómica; un diseño cuidadoso del devanado auxiliarpermitirá lograr un par de arranque suficiente en lascondiciones de operación más severas que puedanpresentarse.

El costo de un motor con capacitor de arranque es un40% ó 50% más alto que el de uno de fase partida, locual confirma que el capacitor sólo debe utilizarsecuando su elevado par de arranque es absolutamentenecesario en la práctica.

2.5.1 DEFINICIÓN DE MOTOR CONCAPACITOR DE ARRANQUE

El Motor con capacitor de arranque es similar al defase partida, con la diferencia de tener conectado enserie al devanado auxiliar un capacitor de arranquecon capacidad adecuada; va montado en la partesuperior de la carcasa del motor. Observe Figura 2.55.

Como el capacitor puede proyectarse de capacidadsuficiente, con este tipo de motor se consigue en elarranque un desfase mayor que en el tipo de fasepartida y, por tanto, mayor par de arranque y mejorrendimiento. Por esta razón se construyen en una gamamás amplia de potencias, que abarca desde 1/8 hasta2 y 3 CV.

Fig. 2.55. Vista lateral y frontal de un motor monofásicocon capacitor de arranque.

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS 119


2.5.2 FUNCIONAMIENTO DE MOTORMONOFASICO CON CAPACITOR DEARRANQUE

Ya se ha visto que en el caso del motor de fase partida,el diseñador dispone realmente de un escaso margenen cuanto al ángulo de diferencia de fase, que puedeobtenerse entre las corrientes del devanado de trabajoy del devanado auxiliar.

En cambio, si se coloca un capacitor de arranque (Ca)en serie con el devanado auxiliar es posible incrementardicho ángulo hasta casi 90 grados. Si se recuerda que elpar de arranque es proporcional al seno del ángulocomprendido entre las dos corrientes y que el seno de 30grados (que es el valor angular máximo que puedeobtenerse prácticamente en un motor de fase partida)es 0.5 y el seno de 90 grados es 1, resulta claro quesólo por este concepto el par de arranque sería por lomenos del doble en un motor con capacitor dearranque.

Observe en la Figura 2.56 y 2.57 que la corriente delínea será mucho menor que en el caso de la máquinacon capacitor de arranque de lo que sería en el motorde fase partida, debido precisamente a que el ánguloes mayor.

Esto significa que para un mismo valor de corrientede línea, las corrientes del devanado auxiliar y deldevanado de trabajo pueden ser mayores, con lo cualse incrementa aún más la magnitud del par de arranque.

Fig. 2.56. Esquemade las intensidadesque circulan en unmotor monofásicocon capacitor de

arranque.

IL = Intensidad de Línea.It = Intensidad de trabajo.Ia = Intensidad de arranque.VL = Voltaje de Línea.

Fig. 2.57. Angulo entre las corrientes en un motormonofásico con capacitor de arranque.

V = Voltios.Ia = Intensidad de arranque.It = Intensidad de trabajo.a = Angulo de desfase

El motor con capacitor de arranque tiene el más altopar inicial de todos los tipos de motor monofásico,especialmente en lo que respecta al valor del par porunidad de corriente o par por amperio.

Naturalmente que el incremento en el par se obtienea expensas de un costo extra, ya que por lo general elcapacitor de arranque (Ca), debe tener una capacidadbastante elevada (400 microfaradios o más) y requiereun aislamiento adecuado para el voltaje al que va aestar sujeto, que es mayor que el de la línea dealimentación. Por ello su costo resulta considerable.Es necesario también que el dispositivo de desconexiónactúe oportunamente puesto que el voltaje aplicadoal capacitor de arranque, se incrementa a medida queel motor adquiere velocidad, y si no se desconecta delcircuito puede dañarse. Para esta aplicación, el tipode capacitor normalmente empleado es el electrolíticoespecial para corriente alterna (reversible).

2.5.3 PARTES DEL MOTORCON CAPACITOR DE ARRANQUE

En la figura 2.58 puede observar la similitud de laspiezas del motor monofásico con capacitor dearranque con las del motor de fase partida y en la Figura2.59 observe de nuevo las partes del motor con



capacitor con su protección térmica interna. Estaprotección térmica sirve para desconectarmomentáneamente el motor cuando este calienta másde la temperatura admisible y que no se dañen losaislamientos del motor. La protección térmica se hacea través de un bimetal (dos metales que se dilatan dediferente forma al aumentarles la temperatura y abrenun contacto).

Constructivamente, el motor con capacitor dearranque solamente se diferencia del motor de fasepartida por el capacitor que lleva conectado en seriecon el arrollamiento de auxiliar.

Interruptorcent r í fugo

Devanadoauxiliar

Devanadodetrabajo

Red

Rotor

Capacitor dearranque

Fig. 2.58. Esquema de un motor monofásico concapacitor de arranque y sus partes (sin protección

térmica).

Fig. 2.59. Esquema de un motor monofásico con capacitorde arranque y sus partes (con protección térmica interna).

1. Interruptor centrífugo.2. Capacitor de arranque.3. Devanado de trabajo.4. Protección térmica.5. Devanado auxiliar o de arranque.6. Caja de bornes de conexión.

CAPACITOR DE ARRANQUE

Los capacitores para arranque delmotor son del tipo electrolítico (Fig.2.60). Estos se fabrican arrollandodos tiras de lámina de aluminiotratadas electroquímicamente, paragenerar el delgado dieléctrico enforma de película de óxido dealuminio, las cuales están separadaspor dos películas de materialaislante. El conjunto se aloja en unrecipiente adecuado y se impregnacon un electrolito que regenera eldieléctrico a lo largo de su vida.Esta construcción permite teneruna capacitancia varias vecesmayor para el mismo tamaño delrecipiente, que la que podríaobtenerse con la construcciónusual. Por supuesto que la elevadacapacidad nominal del capacitor sebasa en el hecho que solointerviene unos cuantos segundos durante cadaarranque del motor, y después permanece fuera delcircuito.

Puede decirse que el motor monofásico con capacitorde arranque permite obtener un alto par de arranque,a cambio de un costo inicial mayor que el de un motorde fase partida. Tampoco debe perderse de vista elhecho de que el capacitor de arranque constituye otroeslabón de la cadena que puede dañarse y con el

Fig. 2.60.Capacitor

electrolíticoutilizado enmotores concapacitor de

arranque.



tiempo tener que reemplazarse. Por estas razonesel uso de un motor con capacitor de arranque debeestar plenamente justificado por los requisitos deoperación de la carga.

CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTORCON CAPACITOR DE ARRANQUEEstos motores comparten una desventaja con los defase partida: normalmente no es factible invertir susentido de rotación cuando está en movimiento; esdecir, se requiere que el motor se detenga o reduzcasu velocidad sustancialmente para poder intercambiarlas terminales de conexión del devanado auxiliar einvertir así el sentido de rotación.

MOTOR CON CAPACITOR PERMANENTE

La principal ventaja de este motor consiste en que norequiere un interruptor extra para desconectar eldevanado auxiliar, ya que tanto éste como el capacitorpermanente (Cp, también llamado de régimen o detrabajo), que está en serie con él, permanecen en elcircuito (Fig. 2.61). Otra ventaja es que con el, seobtiene un mejor factor de potencia y por consiguienteuna reducción en la corriente de línea.

Fig. 2.61. Motor concapacitor permanente y

sus intensidades.

IL = Intensidad de Línea.It = Intensidad de trabajo.Ia = Intensidad de arranque.VL = Voltaje de Línea.

Sin embargo, como el capacitor permanece conectadoen el circuito en todo momento, ya no puede ser deltipo electrolítico, sino que debe emplearse un capacitorimpregnado de aceite (Fig. 2.62), cuyo costo y volumenpor microfaradio de capacidad son bastante máselevados. Por otra parte una vez que el motor arranca,la capacidad requerida en el circuito auxiliar es muchomenor. Por esas razones, la capacitancia enmicrofaradios para un motor de este tipo es muchomenor que en uno con capacitor de arranque (5 a 20microfaradios, lo cual es una indicación de que el parde arranque que puede esperarse no es muy grande.

Fig. 2.62. Capacitor impregnado de aceite.En el capacitor de aceite el dieléctrico de papel estáimpregnado de aceite y el conjunto de papel y láminasse sumerge en un depósito también de aceite, conobjeto de aumentar el poder dieléctrico y evitar, almismo tiempo, un calentamiento excesivo.

El bajo par inicial inherente a este tipo de motor limitapor tanto, su uso en aplicaciones como ventiladoresde aspas o de tipo turbina cuyos requisitos de par enel arranque son relativamente bajos.

En los motores con capacitor permanente, los dosdevanados pueden ser iguales, con lo cual, el motorpuede hacerse girar en uno u otro sentido, con unsencillo cambio de conexiones, como se muestra enla Figura 2.63 y 2.64.

Una de las líneas de alimentación está conectada enforma permanente al punto C, mientras que la otra



línea se conecta alternativamente al punto a o al puntob, según el sentido de rotación deseado.

Fig. 2.63. Motor monofásico con capacitor permanentepara giro a la derecha.

Fig. 2.64. Motor monofásico con capacitor permanentepara giro a la izquierda.

Esto permite invertir la marcha del motorsin necesidad de detenerlo, lo cualconstituye una ventaja sobre el motor defase partida y del motor con capacitor de

arranque. Se aplica con frecuencia en lavadorasde ropa del tipo de impulsor, en las que la mezcla deagua, ropa y detergente se agita, haciendo girar elimpulsor (motor con capacitor permanente), primeroen un sentido y luego en el opuesto, para evitar que laropa se enrede. Lo anterior se logra fácilmente pormedio de un temporizador que sólo tiene quecontrolar un interruptor de un polo y un tiro.

Otra ventaja del motor con capacitorpermanente, es que permite cierto controlde velocidad mediante una variación de

voltaje aplicada a sus terminales. Este tipode control es utilizado sobre todo en ventiladores, en

los que el volumen de aire manejado se pueda variarde manera muy simple.

Fig. 2.65 Control de velocidad de un motor con capacitorpermanente (Cp), por medio de derivaciones en el

devanado de trabajo.

Esta variación de velocidadobedece al hecho de que alajustar el voltaje aplicado almotor, se modifica laintensidad del campomagnético y enconsecuencia, el parmotor.

Un inconveniente de este tipo decontrol de velocidad es el hecho de que lavelocidad obtenida depende de la carga. Es decir, si elmotor opera en vacío, la variación de velocidadobtenida por este método será prácticamente nula,mientras que con una carga considerable la variaciónde velocidad podría resultar excesiva.

La corriente de arranque que toma un motor concapacitor permanente es muy baja, por lo que no afectaa las demás cargas conectadas al mismo circuito, encontraste con lo que ocurre en el caso de los motoresde fase partida o con capacitor de arranque, queproducen una caída de voltaje considerable. Estopuede ocasionar un parpadeo molesto en las lámparasconectadas al sistema, y afectar a otras cargasalimentadas por el mismo circuito.

Baja

Media

Alta

Devan

ado de

trabaj

o

Devan

ado au

xiliar

Cp

V0 1

2

3



MOTOR DE DOBLE CAPACITOR

Es posible también combinar las características delmotor con capacitor de arranque utilizando uncapacitor electrolítico de capacidad elevada para elarranque, el cual se desconecta del circuito en elmomento oportuno. De este modo se deja sólo uncapacitor de baja capacitancia en serie con el devanadoauxiliar.

Devan

ado pr

incipa

l

Devan

ado au

xiliar

Cp

V

Ca

Interruptorde arranque

Fig. 2.66. Motor de doble capacitor.• Cp Capacitor permanente.• Ca Capacitor de arranque.

2.5.4 REVISIÓN DE FALLAS DE MOTORESMONOFASICOS CON CAPACITOR

Debido a que el mantenimiento de los motoresmonofásicos con capacitor es similar al de los motoresde fase partida, estudiados en la sección 2.4. Aquíúnicamente se limita a la revisión de fallas.

Un análisis de los circuitos y componentes de estospopulares motores, junto con ciertas pruebas sencillas,facilitan mucho el diagnóstico de fallas.

Cuando un motor con capacitor no arranca o funcionamal, no se debe necesariamente a que exista undevanado dañado, pues la falla podría estar en otroscomponentes, como los relevadores o interruptoresy sus mecanismos, capacitores o autotransformadores

averiados, conexiones flojas en los relevadorestérmicos de sobrecarga integrados o bien, enrodamientos en malas condiciones en el motor o en lacarga impulsada.

CONSIDERACIONES GENERALESEn los motores con desperfectos deben hacersepruebas sistemáticas a fin de localizar la dificultad conrapidez. En general, cuando un motor con capacitorestá inmóvil, suele haber dos circuitos en paralelo enél, por lo que cuando se energiza el motor debepercibirse un zumbido; en caso contrario,primeramente debe comprobarse que los aparatosprotectores o los interruptores de circuito derivadono estén abiertos. Entonces, mida el voltaje entre lasterminales de Línea en el motor (P1 y T4, Fig. 2.67).Si no hay voltaje, el circuito de alimentación estáabierto; después de alimentar y corregir tal condición,el motor debe funcionar bien. Si hay voltaje (en lasterminales P1 y T4) pero el motor no produce elzumbido, la causa puede ser una abertura o la roturade los conductores de línea, dentro del motor, o uncircuito abierto en los circuitos de arranque y demarcha. El sitio más probable de esa interrupcióninterna, es un protector térmico con los contactosabiertos, debido a un sobrecalentamiento o a unarranque deficiente. Algunos protectores son derestablecimiento automático cuando se enfrían; otros

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Fig. 2.67. Esquema de unmotor monofásico concapacitor de arranque ysus partes (conprotección térmicainterna). El motor es parasolo un voltaje y hay doscircuitos en paralelocuando está parado.1. Interruptor

centrífugo.2. Capacitor de

arranque.3. Devanado de

trabajo.4. Protección térmica.5. Devanado auxiliar o

de arranque.6. Caja de bornes de

conexión.



son de restablecimiento manual. Otra causa decircuitos internos abiertos puede encontrarse encontactos o conexiones defectuosos en el protectortérmico, lo cual se determina, si no hay voltaje cuandoconecte el voltímetro a los terminales T1 y T4.

ARRANQUE INCORRECTO CON CARGA

Si el motor, al ser energizado, produce el zumbido perono arranca o lo hace de manera deficiente, el voltajede alimentación puede estar bajo o en el caso de unmotor para doble voltaje, estar este mal conectado,con sus devanados en serie en el voltaje más bajo.Obviamente sólo en el arranque deben sospecharseconexiones incorrectas. Si el voltaje de línea y lasconexiones están correctos, debe desacoplar el motorde la máquina impulsada y hacerlo funcionar sin carga.Si ahora arranca en forma normal, entonces el arranqueincorrecto con carga puede deberse a:

contactos de un relevador o del interruptor centrífugopara el arranque se quedaron cerrados (pegados,soldados). En este caso, el sobrecalentamiento cesarácuando se desconecte un conductor terminal deldevanado de arranque, después de que el motor hayaarrancado y alcanzado su velocidad normal. Paracorregir tal falla hay que reemplazar el mecanismo dearranque averiado.

El sobrecalentamiento del autotransformador utilizadoen algunos motores con capacitores y para doblevoltaje puede deberse a un cortocircuito en elcapacitor, o bien a un corto o una falla a tierra en elautotransformador; con una de estas dos situacionescontinuará el sobrecalentamiento después dedesconectar el capacitor.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS

Si el motor se sobrecalienta cuando funciona sin cargay después de que desconectó un conductor terminaldel devanado de arranque, esto le indica que hay unafalla a tierra o un cortocircuito en los devanados.

Para probar si hay tal falla a tierra, puede emplear unalámpara de prueba, conecte una de las puntas de lalámpara a uno de los bornes de conexión del motor yla otra punta de la lámpara a la carcaza del motor, si lalámpara enciende esto indica que el motor tiene fallaa tierra.

Para probar si hay cortocircuito entre el devanado detrabajo y el auxiliar del estator, desconecte uno delotro y conecte una de las puntas de la lámpara deprueba en un extremo del devanado auxiliar y la otrapunta de la lámpara en un extremo del devanado detrabajo, si hay continuidad, esto le indica que hay cortoentre estos dos devanados.

Para probar si hay cortocircuito en un devanado detrabajo se debe medir y comparar la resistencia óhmicade secciones similares del devanado, lo cual es sencilloen un motor de doble voltaje. Si hay resistenciasdesiguales en secciones similares, esto se deberá a uncortocircuito.

1. Sobrecarga.2. Falla a tierra o cortocircuitos en los

devanados.3. Capacitor o autotransformador en

malas condiciones.4. Circuito abierto en el capacitor de

arranque en un motor paravoltaje doble.

Cuando el motor arranca en forma correcta en vacíopero no lo hace con carga, ello puede deberse a quelos cojinetes estén demasiado gastados y existarozamiento del rotor contra el núcleo del estator.

Si el rotor no tiene rozamiento contra dicho núcleo yel motor arranca bien sin carga, observe sufuncionamiento. Si se sobrecalienta en un tiempo muycorto, párelo, debido a que probablemente los



Método I :Método I :Método I :Método I :Método I :

Un motor de doble voltaje con capacitor yautotransformador quizá no arrancará con carga, perolo hará sin carga si el capacitor de arranque está encircuito abierto. En este caso es probable que se puedamejorar el arranque si se puentea el capacitor con unalámpara o se le pone en cortocircuito con un trozo deconductor. Otros motores arrancarán en formacorrecta cuando se encuentren sin carga, solo si secoloca en derivación (se puentea) el capacitor dearranque. En estos casos se mejorará el arranque sise desconecta el capacitor y sus conductoresterminales se puentean con una lámpara adecuada. Uncortocircuito en un capacitor electrolítico sedescubrirá, a veces, en virtud de la tapa desprendidapor el aumento en la presión interna, aunque dispongade una válvula de seguridad.

PRUEBA DE LOS CAPACITORESEn la Figura 2.68 se ilustra una prueba eficaz paraprobar el capacitor en condiciones de circuito abierto,cortocircuito o pérdida de capacitancia, como la quepuede ocurrir en un capacitor electrolítico cuando seseca el electrolito por pérdidas en el cierre.

En esta prueba, excite el capacitor el tiempo precisopara poder tomar lecturas rápidas de voltaje yamperaje, pues este tipo de capacitor solo se empleapara servicio intermitente. Con una alimentación de60 Hz, la capacitancia en microfaradios es,aproximadamente, igual a (2650 x amperes) ÷ voltios,el resultado debe compararlo con el valor marcadoen el capacitor.

El fusible debe ser de capacidad un poco mayor que lacorriente nominal del capacitor. El propósito de estaprueba es determinar la capacidad en microfaradiosdel capacitor, por medio de la medición del voltaje y lacorriente en el circuito, y utilizar estos valores en lafórmula. Entonces, calcule la capacidad aproximada enmicrofaradios, para una frecuencia de 60 Hz.Sustituyendo esos valores en la siguiente expresión:

Microfaradios = 2650 x amperios voltios

Este valor calculado, como ya se dijo, debe compararsecon el marcado en el capacitor, si la capacitancia enmicrofaradios varía más del 5%, hay que reemplazarel capacitor.

Cualquier capacitor para repuesto debe ser especial(reversible) y de la misma capacidad nominal que eloriginal para obtener el par requerido en el arranque.Los capacitores electrolíticos corrientes son sólo paraCD y no para CA.

Fig. 2.68. Prueba sencilla de la capacidad enmicrofaradios de un capacitor, consiste en conectar un

amperímetro y un voltímetro en el circuito.Otros procedimientos para probar los capacitoresutilizados con motores monofásicos, son los que seindican a continuación:

Una forma de resolver elproblema consiste ensustituir el capacitor porotro que se sepa está enbuenas condiciones. Si elmotor funciona, elcapacitor original estaba

averiado; si no, la falla está en algunaotra parte del motor.

Compruebe los capacitorescon un multímetro digitalcon escala de prueba paracapacitores que indica si elcapacitor está en buenascondiciones o no y además

mide la capacidad de éste.

Amperímetrode 0 a 10 A

Voltímetro de0 a 150 V

Línea de 100V60 Hz

Capacitor

Método I I :Método I I :Método I I :Método I I :Método I I :



Si el motor produce unzumbido pero no arranca al

energizarlo sin carga, puentee elcapacitor con una lámpara o, por un instante,

con un trozo de conductor (recuerde hacer todasestas pruebas tomando las medidas de seguridad).Si ahora arranca, hay un circuito abierto en elcapacitor. Si el motor no se pone en marcha, gire amano el rotor con rapidez, y conecte la corriente; esprobable que se acelere en el sentido en el que lohizo girar. Si acelera en forma normal, debesospechar una interrupción en el circuito de

arranque. Pero si el motor sólo llega al 75%de su velocidad normal, el devanado de

trabajo está en circuito abierto.

Otro método rápido paraprobar un capacitor, consisteen el uso de un multímetroanálogo utilizado comoohmetro. Con el capacitor

desconectado, coloque laspuntas de prueba del

aparato a cada terminal del capacitor, si no hay lecturainmediata de continuidad el capacitor está en corto.Si la aguja salta aproximadamente a la mitad de la escalay vuelve con lentitud hacia infinito, es probable que elcapacitor esté bien. (Dado que el multímetro análogosólo aplica 1.5 V de CD al capacitor, puede parecercorrecto en esta prueba, pero es posible que fallecuando se conecte al voltaje de las líneas, entoncesutilice métodos de pruebas con voltaje de línea)además, para probar si el capacitor hace tierra, coloquelas puntas del ohmetro entre una terminal y la cubiertadel capacitor; si la lectura es de cero ohmios, es quehay un contacto a tierra.

Conecte el capacitor en seriecon un fusible de 10 A a unalínea de CA de 120 V, 60 Hz,como se muestra en elesquema A de la Figura 2-55.

Si se funde el fusible, elcapacitor está en

cortocircuito y hay que reemplazarlo; sino se quema el capacitor, se cargará a determinadovoltaje, en unos cuantos segundos. Si se desconectael capacitor de la línea y pone sus terminales encortocircuito, en forma cuidadosa con undestornillador, saltará una chispa en cada terminal. Siel capacitor tienen conductores terminales, se puedenjuntar, si no se produce la chispa, el capacitor estáabierto o ha perdido capacidad: repita la prueba unascuantas veces.

Con una línea de 110 V, 60Hz., la corriente normalpara el capacitor es de 0.4 A por cada 10 mF(microfaradios); en una línea de 220 V y 60 Hz., seráde 0.8 A por cada 10 mF.

EL MOTOR NO ARRANCA SIN CARGAMétodo I I I :Método I I I :Método I I I :Método I I I :Método I I I :

Método IV:Método IV:Método IV:Método IV:Método IV:

En la Figura 2.69 se ilustran las conexiones para unaprueba de circuito de arranque abierto; (eltransformador para aislamiento se utiliza para suseguridad al realizar estas pruebas), este mismométodo sirve para probar si hay interrupción en eldevanado de trabajo. Para estas pruebas desconectelos dos devanados uno del otro, y puentee el capacitoral probar el circuito del devanado de arranque oauxiliar.

Fig. 2.69. Forma deprobar si hay una

interrupción en elcircuito de

arranque, se aplicala punta X a la

terminal T8 y lapunta Y a la terminal

T5. Para estaprueba, se quita elpuente entre T1 y

T8 y se puentean losconductores del

capacitor. Si lalámpara se enciende, no

hay circuito abierto.Si no tiene un transformado

para aislamiento puede conectar la lámparadirectamente a la fuente. Pero recuerde que este transformador

se utiliza para su protección al realizar estas mediciones.



C = Devanado de trabajo.O = Devanado de arranque.R = Interruptor centrífugo.L = Capacitor de arranque.E = Puente.T = Lámpara de prueba, 120 V, 25 W.* = Transformador para aislamiento.

Una interrupción en el circuito del devanado auxiliar,muchas veces, se debe a que los contactos de unrelevador o interruptor centrífugo para el arranqueno cierran en forma correcta al iniciar la marcha. Estosólo puede confirmarse, si el motor arrancó biencuando los dos contactos estaban puenteados con untrozo de conductor.

Cuando hay juego axial excesivo en el rotor, el motorpuede pararse de vez en cuando, si el interruptorcentrífugo se separa de los contactos montados dentrode la carcasa del motor, con lo cual, dichos contactosno podrán cerrarse sino hasta que se detenga el motor.En este caso, la corrección consiste en insertararandelas o suplementos en el eje para reducir elexcesivo juego axial.

Un relevador electromagnético (en lugar de uninterruptor centrífugo) para arranque debe ajustarsede modo que sus contactos cierren cuando se energizaun motor parado con el mínimo voltaje de línea posible,y para que los contactos abran cuando el motor llegaa su velocidad de funcionamiento, aunque estéimpulsando su carga nominal con los valores máximoy mínimo esperados del voltaje de línea.

Si el motor se sobrecalienta con carga, ello puededeberse a una sobrecarga por bajo voltaje, uno o másdevanados en corto o a tierra, un devanado en circuitoabierto en un motor de doble tensión que funcionecon el voltaje más bajo, conexiones incorrectas en unmotor de doble voltaje, capacitor en corto en un motorcon capacitor permanente o con capacitor de doblevalor o bien, contactos deficientes en un relevador ointerruptor centrífugo para el arranque. Las pruebassistemáticas antes descritas le ayudarán a localizar lafalla.

2.5.5 CALCULO DE LA CAPACIDAD DE LOSCAPACITORES DE ARRANQUE YRÉGIMEN PARA EL MOTOR CONCAPACITOR

En el motor monofásico con capacitor permanente eldesfase entre las corrientes de los devanados de trabajoy auxiliar, se obtiene conectando un capacitorpermanente (Cp) en serie con el devanado auxiliar. Elcomportamiento de régimen del motor depende dela capacidad de dicho condensador: cuanto mayor seaesta capacidad mayor será también el par de arranque.No obstante si la capacidad es muy grande circularápor el devanado una corriente de gran intensidad queprovocará un calentamiento excesivo.

Por tanto, la capacidad del capacitor permanente nodeberá ser demasiado grande. La experienciarecomienda que durante el funcionamiento el capacitorpermanente (Cp) deberá absorber una potenciareactiva de 1 kvar por KW de potencia del motor. Sinembargo, esto provoca, por otro lado que el motorpresente un par de arranque reducido.

Fig. 2.70. Curvas de un motor con capacitor.a) Sólo con capacitor permanente.

b) Con capacitor permanente (Cp) y de arranque (CA).Desconexión de CA al alcanzar nk.



M = Par del motor.MA = Par de arranque.MN = Par nominal.nN = Velocidad Nominal.nk = Velocidad pico en el arranque.

La conexión en serie del capacitor permanente y deldevanado da lugar a un circuito resonante en serie.Por tanto, el capacitor quedará sometido a tensionesmayores que las nominales del motor, tensiones quedeberá poder soportar el capacitor. Por tal razón, loscapacitores son de mayor voltaje, que el voltajenominal de los motores.

Para aumentar el par de arranque se aumenta lacapacidad total, añadiendo durante el arranque uncapacitor de arranque (CA). Cuando el motor ya estáen marcha se desconecta este capacitor, con uninterruptor centrífugo, para que el motor no se calienteinnecesariamente.

El capacitor de arranque se dimensionará de acuerdoal tipo de arranque y forma de trabajo, y por tanto, alpar que se precise.

El valor aproximado de la capacidad del capacitor dearranque es de tres veces más que la capacidad delcapacitor permanente.

El valor aproximado de la capacidad del capacitor dearranque que se conectará en el motor viene dadopor la formula siguiente:

C = 3.18 * P * 1000000U * U * Cos Ø

C = Capacidad en microfaradiosP = Potencia del motor en KW.U = Tensión de alimentación en V

Cos ø = Factor de potencia del motor.

2.6 PROCESO DE INSTALACIÓNDE UN MOTOR CONCAPACITOR DE ARRANQUE

En el artículo 430 NEC y en las normas NEMA sepresentan los requisitos eléctricos para la instalaciónde motores, así como recomendaciones para sus

controles.

Es necesarioq u e

compruebeque el voltaje y

la frecuenciasean los

e s p e c i f i c a d o spara el motor. Las

características dels u m i n i s t r o deben corresponder a losvalores señalados enla placa de datos del motor,como sigue:

Voltaje: variación de ± 10 %, respecto delvalor indicado en la placa de identificación.

Frecuencia: variación de ± 5 %, respecto delvalor señalado en la placa.

Voltaje y frecuencia en conjunto: no debenvariar más del 10 % (suponiendo que lafrecuencia anterior varía menos del 5 %)respecto a los valores de la placa.

2.6.1 PROCESO DE INSTALACIÓN DE UNMOTOR MONOFÁSICO CONCAPACITOR DE ARRANQUEUTILIZANDO UN ARRANCADORTERMOMAGNETICO

Los motores eléctricos deben de conectarse a la redde alimentación, por medio de un dispositivo quepermita su arranque y parada en el momento deseado,además de un dispositivo que asegure la proteccióndel motor en caso de sobrecarga y cortocircuito.

Motores Monofasicos Con Capacitor

Documents

Transcript of Motores Monofasicos Con Capacitor