Arrancadores electrónicos para motor de inducción monofásico con protección

Arrancadores electrónicos para motor de inducción monofásico con protección

En general, usamos motores en muchos aparatos electricos y electronicos como ventilador, enfriador, mezclador, amoladora, escalera mecánica, elevador, grúas, etc. Existen diferentes tipos de motores, como motores de CC y motores de CA en función de su tensión de alimentación. Además, estos motores se clasifican en varios tipos en función de diferentes criterios. Consideremos que los motores de CA se clasifican además como Motores de inducción , Motores síncronos y así sucesivamente. Entre todos estos tipos de motores, algunos tipos de motores requerían ser operados con ciertas condiciones. Por ejemplo, utilizamos un arrancador electrónico para un motor monofásico para facilitar un arranque suave.

Motor monofásico

Motor monofásico

Motor monofásico

Los motores eléctricos que utilizan la fuente de alimentación monofásica para su funcionamiento se denominan Motores Monofásicos. Estos se clasifican en diferentes tipos, pero los motores monofásicos de uso frecuente pueden considerarse motores de inducción monofásicos y motores síncronos monofásicos.




Si consideramos un motor trifásico generalmente opera con una fuente de alimentación trifásica en la que, entre las tres fases, está presente un cambio de fase de 120 grados entre dos fases cualesquiera, luego produce un campo magnético giratorio. Debido a esto, la corriente se induce en el rotor y provoca una interacción entre el estator y el rotor, lo que hace que el rotor gire.

Pero, en los motores monofásicos que funcionan solo con una fuente de alimentación monofásica, hay diferentes formas de arrancar estos motores, una de ellas es utilizando el motor monofásico. arranca el motor . En todos estos métodos, principalmente se produce una segunda fase, llamada fase auxiliar o fase de inicio, para crear un campo magnético giratorio en el estator.

Métodos de arranque del motor monofásico

Existen diferentes métodos para arrancar los motores 1-ϕ, son los siguientes:

  • Inicio de fase dividida o resistencia
  • Inicio del condensador
  • Condensador dividido permanente
  • Inicio del capacitor Funcionamiento del capacitor
  • Arrancador electrónico para motor monofásico

Inicio de fase dividida o resistencia


Inicio de fase dividida o resistencia

Inicio de fase dividida o resistencia

Este método se emplea principalmente en motores industriales simples. Estos motores constan de dos juegos de bobinados, a saber, bobinado de arranque y bobinado principal o de marcha. El devanado de arranque está hecho de un cable más pequeño con el que ofrece una alta resistencia al flujo eléctrico en comparación con el devanado de funcionamiento. Debido a esta alta resistencia, el campo magnético se desarrolla en el devanado inicial por la corriente antes que el desarrollo del campo magnético del devanado de ejecución. Por lo tanto, dos campos están separados por 30 grados, pero este pequeño ángulo en sí es suficiente para arrancar el motor.

Inicio del condensador

Motor de arranque por condensador

Motor de arranque por condensador

Los devanados del motor de arranque con condensador son casi similares al motor de fase dividida. Los polos del estator están separados 90 grados. Para activar y desactivar los devanados de arranque, se utiliza un interruptor normalmente cerrado y el condensador se coloca en serie con el devanado de arranque.

Debido a este condensador, la corriente conduce al voltaje, por lo que este condensador se usa para arrancar el motor y se desconectará del circuito después de obtener el 75% de la velocidad nominal del motor.

Condensador dividido permanente (PSC)

Motor de condensador dividido permanente (PSC)

Motor de condensador dividido permanente (PSC)

En un método de arranque por capacitor, se debe desconectar un capacitor después de que el motor alcanza una velocidad específica del motor. Pero en este método, se coloca un condensador de tipo marcha en serie con el devanado de arranque o el devanado auxiliar. Este condensador se usa continuamente y no requiere ningún interruptor para desconectarlo, ya que no se usa solo para arrancar el motor. El par de arranque del PSC es similar al de los motores de fase derramada, pero con baja corriente de arranque.

Inicio del capacitor Funcionamiento del capacitor

Motor de funcionamiento del condensador de arranque del condensador

Motor de funcionamiento del condensador de arranque del condensador

Las características de los métodos de arranque por condensador y PSC se pueden combinar con este método. El condensador de marcha está conectado en serie con el devanado de arranque o el devanado auxiliar, y un condensador de arranque está conectado en el circuito mediante un interruptor normalmente cerrado mientras arranca el motor. El condensador de arranque proporciona un impulso de arranque al motor y el PSC proporciona un alto funcionamiento al motor. Es más costoso, pero aún así facilita un par de arranque y de ruptura alto junto con características de funcionamiento suave a altas clasificaciones de potencia.

Esquema de protección del motor de inducción monofásico

El arrancador es un dispositivo que se utiliza para conmutar y proteger el motor eléctrico de las sobrecargas peligrosas por disparo. Reduce la corriente de arranque a los motores de inducción de CA y también reduce el par del motor.

Funcionamiento del circuito de arranque electrónico

El arrancador electrónico se utiliza para protección del motor contra sobrecargas y cortocircuitos . Un sensor de corriente en el circuito se usa para limitar la corriente consumida por el motor porque en algunos casos, como falla del cojinete, defecto de la bomba o cualquier otra razón, la corriente consumida por el motor excede su corriente nominal normal. En estas condiciones el sensor actual dispara el circuito para proteger el motor. El arrancador electrónico para el diagrama de bloques del circuito del motor se muestra a continuación.

Circuito de arranque electrónico

Circuito de arranque electrónico

El interruptor S1 se utiliza para conectar la alimentación a través del transformador T2 y los contactos normalmente cerrados del relé RL1. El voltaje de CC desarrollado a través del condensador C2 a través del puente rectificador energizará el relé RL2. Con la activación del relé RL2, la tensión desarrollada a través del C2 activa el relé RL3 y, por lo tanto, se suministra alimentación al motor. Si el motor genera sobrecorriente, entonces el voltaje desarrollado a través del secundario del transformador T2 energiza el relé RL1 para disparar los relés RL2 y RL3.

Arranque suave del motor de inducción por ACPWM

El sistema propuesto está destinado a ofrecer un arranque suave del motor de inducción monofásico utilizando un voltaje sinusoidal PWM mientras arranca el motor. Este sistema evita los variadores de control de ángulo de fase TRIAC de uso frecuente y proporciona voltaje CA variable durante el arranque del motor de inducción monofásico. Similar al método de control TRIAC, el voltaje varía de cero a máximo durante el arranque en un período de tiempo muy pequeño.

Como, en esta técnica usamos el Técnica PWM que produce armónicos de orden alto mucho más bajos. En este proyecto, la tensión de CA de la red se modula directamente utilizando un número muy inferior de componentes de potencia activos y pasivos . Por lo tanto, no requiere ninguna topología de convertidor ni convertidores convencionales costosos para producir formas de onda de voltaje de salida. En la siguiente figura se muestra un diagrama de cableado del arrancador de motor monofásico.

Arranque suave del motor de inducción por ACPWM

Arranque suave del motor de inducción por ACPWM

En este variador, la carga está conectada en serie con los terminales de entrada del puente rectificador y sus terminales de salida están conectados al controlador PWM MOSFET de potencia (IGBT o Bipolar o transistor de potencia). Si este transistor de potencia está apagado, entonces no fluye corriente a través del puente rectificador y por lo tanto la carga permanece en el estado APAGADO. De manera similar, si el transistor de potencia está encendido, los terminales de salida del puente rectificador se cortocircuitan y la corriente fluye a través de la carga. Como sabemos, el transistor de potencia se puede controlar mediante la técnica PWM. Por lo tanto, la carga se puede controlar variando el ciclo de trabajo de los pulsos PWM.

La nueva técnica de control de este variador está destinada a su uso en productos industriales y de consumo (compresores, lavadoras, ventiladores) en los que es necesario considerar el costo del sistema.

Gracias por su interés en aprender sobre el arrancador de motor, espero que este artículo dé una breve idea sobre el papel del arrancador en la protección del motor de altas corrientes de arranque y para lograr el funcionamiento suave y suave del motor de inducción. Para cualquier ayuda técnica sobre este artículo en detalle, siempre se agradece que publique sus comentarios en la sección de comentarios a continuación.