Operación de motores de polos sombreados: profundizando en el principio de cambio de fase

Para obtener una comprensión más profunda del principio de cambio de fase en motores de polos sombreados , exploremos cómo este fenómeno crea un campo magnético giratorio y posteriormente inicia el movimiento del motor:

Fuente de alimentación de CA: Los motores de polos sombreados normalmente funcionan con corriente alterna (CA) monofásica, lo que significa que reciben energía de una fuente que alterna en la dirección del voltaje a lo largo del tiempo. En el contexto de Estados Unidos, esta fuente de alimentación de CA suele tener una frecuencia de 60 Hz, lo que significa que la dirección del flujo de corriente se invierte 60 veces por segundo.

Devanado principal y campo magnético: El devanado principal del motor consta de alambre de cobre o aluminio enrollado alrededor de los polos del estator. Cuando se aplica voltaje CA a este devanado, se induce un campo magnético alrededor de los polos del estator. Este campo magnético alterna en polaridad con la misma frecuencia que la fuente de alimentación de CA, cambiando de un lado a otro en sincronía con el voltaje.

Campo magnético ininterrumpido: en ausencia de la bobina de sombreado, el campo magnético alrededor de los polos del estator permanecería uniforme, cambiando constantemente de polaridad al unísono con el voltaje de CA. En tal escenario, el rotor experimentaría un campo magnético equilibrado y no iniciaría ningún movimiento de rotación por sí solo.

Introducción de la bobina de sombreado: Aquí es donde entra en juego la bobina de sombreado. Está colocado alrededor de una parte de uno o más polos del estator, creando una región denominada "región sombreada". Esta bobina altera la uniformidad del campo magnético.

Regiones sombreadas y no sombreadas: debido a la presencia de la bobina de sombreado, el campo magnético dentro de la región sombreada es más débil en comparación con la región no sombreada. El concepto clave aquí es el cambio de fase que se produce entre estas dos regiones.

Mecanismo de cambio de fase: debido a que la bobina de sombreado altera el campo magnético dentro de la región sombreada, la fuerza del campo magnético en las regiones sombreadas y no sombreadas se vuelve desigual. Esta diferencia de fase significa que el campo magnético en la región no sombreada alcanza su intensidad máxima ligeramente por delante de la región sombreada.

Respuesta del rotor: según la ley de Lenz, un cambio en el flujo magnético induce una fuerza electromotriz (EMF) en los conductores cercanos. En el rotor del motor de polos sombreados, esta fuerza electromagnética genera corrientes parásitas. Estas corrientes parásitas, a su vez, producen su propio campo magnético.

Generación de par: la presencia del campo magnético del rotor, influenciada por el cambio de fase inducido por las sombras, conduce a un desequilibrio en las fuerzas magnéticas que actúan sobre el rotor. Este desequilibrio da como resultado que se ejerza un par sobre el rotor, lo que hace que comience a moverse.

Rotación continua: a medida que el rotor comienza a girar, persiste el cambio de fase entre los campos magnéticos en las regiones sombreadas y no sombreadas. Este cambio de fase continuo garantiza que el rotor experimente un campo magnético giratorio, que perpetúa su movimiento.

La importancia de la rotación continua

La rotación continua del rotor es vital para la utilidad práctica del motor de polo sombreado. Este movimiento continuo permite que el motor realice trabajo mecánico, que es el propósito principal de la mayoría de los motores eléctricos. En electrodomésticos como ventiladores y sopladores, esta rotación continua produce un flujo de aire, mientras que en las bombas impulsa la circulación de fluidos. El movimiento consistente y confiable del motor de polo sombreado es esencial para su efectividad en estas aplicaciones.

Bajo par de arranque y aceleración gradual

El mecanismo de cambio de fase en los motores de polos sombreados da como resultado un par de arranque relativamente bajo. Esta característica hace que estos motores sean ideales para aplicaciones donde se prefiere un arranque suave y gradual. La aceleración gradual ayuda a evitar sacudidas o interrupciones repentinas, lo que puede resultar particularmente ventajoso en aplicaciones como ventiladores, sopladores y algunos electrodomésticos pequeños.