MOTORES

MOTORES MONOFÁSICOS

MOTORES DE COMPRESORES HERMÉTICOS

Los motores monofásicos de los compresores frigoríficos herméticos no tienen par de arranque, con lo que si no les damos un impulso inicial el motor se queda parado y se quemaría.

Está formado por dos devanados, el principal y el de arranque. El principal tiene menos resistencia eléctrica que el de arranque que está formado por un hilo más fino y proporciona mayor resistencia eléctrica.

Esta diferencia entre el desfase del principal respecto al de arranque nos permite arrancar el motor.

SISTEMA DE ARRANQUE CON RELÉ DE INTENSIDAD

En el momento que damos tensión, excitamos el devanado de trabajo. El motor no se mueve, aumenta la intensidad, entonces el relé de intensidad se excita (al aumentar la corriente que pasa a través de ella) y crea un campo magnético que cerra el contacto que activa el devanado de arranque.

Entonces el motor arranca, baja el consumo y cede el campo magnético del relé que alimentaba el devanado de arranque.

Este tipo de arranque es apto para equipos que necesiten poco par de arranque, no es apto para equipos como congeladores, ya que estos necesitan mayor par de arranque.

Para mejorar el par de arranque se coloca un condensador en serie con la línea que alimenta el bobinado de arranque. Este condensador es el de arranque y suelen ser de mucha capacidad, de entre 40µF a 120µF.

Para mejorar aún más el rendimiento del motor se coloca otro condensador, el de trabajo, el cual aprovecha el bobinado de arranque para que funcione junto con el de trabajo.

El condensador de trabajo es de poca capacidad, de unos 4µF a 10µF, para que no circule demasiada intensidad por el bobinado de arranque.

SISTEMA DE ARRANQUE CON RESISTENCIA PTC.

Las resistencias PTC son un tipo de resistencia que aumenta su resistencia al aumentar la temperatura. (Coeficiente de Temperatura Positiva, PTC).

Al alimentar activamos las dos bobinas, la PTC no ofrece resistencia y al calentarse la PTC (al aumentar la intensidad) aumenta su resistencia y regula la intensidad que circula por el bobinado de arranque.

Para motores de más de 1/2 cv se utilizan otros sistemas de arranque como con condensador de trabajo o con relé de tensión.

SISTEMA DE ARRANQUE CON CONDENSADOR DE TRABAJO

Se utiliza para compresores de aire acondicionado, no tiene par de arranque.

Utiliza un condensador de trabajo, de poca capacidad y ha de ser el idóneo para ese motor ya que ha de regular el paso de corriente por el bobinado de arranque.

SISTEMA DE ARRANQUE CON RELÉ DE TENSIÓN.

Este sistema se emplea para equipos que requieren un alto par de arranque. El motor arranca gracias al condensador de arranque y al contacto cerrado.

Al girar el rotor del motor se le induce un campo magnético a la bobina de arranque donde se induce una corriente que activa la bobina de tensión que abre los contactos que desactiva la bobina y el condensador de arranque.
Los relés llevan la siguiente numeración:

• 5 – Fase, al común.
• 2 – A la borna del devanado de arranque.
• 2-4 – Condensador de trabajo.
• 4 – Neutro.
• 4-1 – Condensador de arranque.
• 1 – Contacto de arranque.

MOTORES MONOFÁSICOS DE ESPIRA DE SOMBRA.

El motor monofásico de espira de sombra está formado por 4 polos salientes. En cada polo hay una espira, a esta espira se le da el nombre de espira de sombra y su posición determina el sentido de giro del campo magnético.

Las bobinas de cada polo crean un campo magnético variable e induce una FEM (Fuerza Electro-Motriz) en la espira.
En la zona de máxima variación (punto A) se crea una FEM mayor (máxima corriente inducida). Se defasa el campo magnético que crea la bobina respecto el que ha creado la espira. Es entonces cuando se produce la fuerza necesaria para mover el motor.

Este tipo de motor no tiene par de arranque y sólo se emplea para los ventiladores.

MOTORES TRIFÁSICOS

El motor trifásico de jaula de ardilla está formado por un estator donde se alojan los pares de polos bobinados y separados 120º y el rotor, llamado de jaula de ardilla, que está formado por chapas magnéticas en cortocircuito.

Al estar las tres fases desfasadas 120º se asegura que en cada ciclo se active un par de bobinas, en el siguiente ciclo otra, produciendo un campo magnético giratorio que permite el giro del motor.

R-U=0, S-Y=-1, T-W=1

La velocidad con la que gira el motor depende de los pares de polos que tenga el motor:

• 2 Polos: 2800/2900 r.p.m.
• 4 Polos: 1400/1450 r.p.m.
• 6 polos: 930/970 r.p.m.
• 8 polos: 700/730 r.p.m.
• 12 polos: 460/480 r.p.m.

Este tipo de motores consumen de 4 a 7 veces la intensidad nominal en el momento del arranque, por lo que se hace necesario colocar el magnetotérmico de curva U o fusibles lentos en la línea eléctrica de protección del motor.

Los motores trifásicos pueden funcionar en estrella o en triángulo según la tensión de línea.

La conexión en estrella se ha de realizar cuando la tensión de línea coincide con la tensión más alta de las dos que lleva grabadas el motor en la placa de características.

La conexión es triángulo cuando coincide con la más baja de las dos.

Por ejemplo: si tenemos una línea de 380v y el motor es de 220/380, conectaremos este motor a la línea en estrella.

ELEMENTOS DE ACCIONAMIENTO Y PROTECCIÓN DE MOTORES

• Contactor. Es en esencia un interruptor accionado a distancia. Está formado por una bobina que acciona el grupo de contactos cuando está excitada. Los bornes de la bobina suelen ser A1 y A2 o A y B.
  Lleva un muelle para que el grupo de contactos vuelva a su posición inicial cuando dejamos de accionar la bobina.
  El grupo de contactos se puede clasificar en 2: Principales o de potencia y secundarios o auxiliares.
  Los principales suelen tener la numeración 1-2-3-4-5 y lo secundarios 13-14-etc., siempre con dos dígitos. Dentro de los secundarios pueden haber contactos abiertos y contactos cerrados.
• Relé térmico. Se encarga de limitar el paso de corriente por el motor para evitar sobrecargas que lo quemarían.
  Su funcionamiento es parecido al magnetotérmico pero sin la protección magnética y va montado en los bornes de salida de potencia del contactor.
  Para su correcto funcionamiento se ha de regular a la intensidad nominal que indica el fabricante en la placa de características.
  Los contactos principales son el 1-3-5 y lo secundarios 96-96 NC y 97-98 NO.

• Termistor. Protege el motor contra sobrecalentamientos gracias a unas sondas instaladas en las bobinas.
  Estas sondas son unas resistencias PTC que cuando se calientas por encima del límite, accionan un circuito electrónico que abre la maniobra que acciona el motor.
  Se instala sólo en en compresores semiherméticos.
  Lleva los siguientes contactos:
  R: Fase
  Mp: Neutro
  1,2: Sondas internas del motor
  12: Abierto
  14: Cerrado
  11: Común

• Disyuntor o guardamotor. El disyuntor o guardamotor es un dispositivo de protección electromecánico que proporciona protecció contra cortocircuitos, sobrecargas y fallos de la fase. 
  Al igual que el relé térmico, debe de regularse la protección contra sobreintensidad a la nominal que marca en la placa de características del motor.
  Suele montarse en la línea de alimentación, antes de entrar al contactor.
  Los bornes de entrada seran los marcados como 1-3-5 y los de salida 2-4-6. Los contactos auxiliares suelen ser modulares y tendrán la misma numeración que los contactos auxiliares de los contactores.

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

Para poder arrancar un motor en estrella-triángulo, la tensión de la red ha de coincidir con la tensión más pequeña del motor.
Es conveniente instalar un motor con arranque estrella-triángulo siempre que este sea de más de 4cv.
Un inconveniente que tiene este tipo de arranque es que debemos arrancar el motor en vacio ya que tiene poco par, con lo que aplicado a un compresor debe de complementarse con válvulas de arranque descargado.
Cuando se instala un arranque estrella-triángulo se ha de observar la regulación del relé térmico según su ubicación. Si se coloca en la línea de alimentación, antes del contactor principal su regulación será como siempre o sea la que indica la placa de características del motor.

Si se coloca después del contactor principal lo deberemos conectar según la siguiente fórmula:

ARRANQUE POR PART-WINDING

El arranque estrella-triángulo está en desuso en los compresores de refrigeración debido a que no tienen par de arranque y el compresor tiene que estar sin carga. Uno de los arranques más extendidos actualmente es el de Part-Winding.

Para realizar este tipo de arranque, el compresor frigorífico ha de estar diseñado para ello. El motor eléctrico se compone de 2 devanados totalmente independientes entre ellos. Algunos fabricantes, por ejemplo Bitzer, el primer devanado es el 50% del total de la potencia del motor y el segundo devanado es el otro 50%.
Otros fabricantes, por ejemplo Copeland, el primer devanado es el 66% de la potencia del motor y el segundo devanado el 33%.
Muy importante este dato para poder elegir correctamente los contactores, relés térmicos y guardamotores, así como las líneas de alimentación al compresor.

El funcionamiento de este arranque consta de 2 contactores que cada uno alimenta un devanado. Primero arrancamos el contactor del devanado 1 y en un tiempo no superior a 1 segundo arrancamos el segundo devanado.

Para el part-winding tenemos que tener en cuenta varias cosas:

• Identificar correctamente cuál es el devanado 1 y el devanado 2
• Mirar en las instrucciones del fabricante para saber que porcentaje de potencia tiene cada devanado.
• Cuidado en la conexión al motor. Si invertimos una fase y el devanado 1 gira a la derecha y el devanado 2 gira a la izquierda, el motor se quemará inmediatamente.
• Probar la maniobra antes de conectar el motor. Si nos entra un devanado y el otro tarda mucho a entrar, el motor se puede quemar.

ARRANQUE CON VARIADOR O ARRANCADOR SUAVE

Para minimizar los golpes en los arranques y paradas de los motores se está utilizando mucho los arrancadores suaves o los variadores. Este tipo de arranque minimiza el estrés del motor en la arrancada y tambien suaviza la parada. Este tipo de aparatos nos controlará el par de arranque y limitará la intensidad con lo que evitaremos sobrecalentamientos en las maniobra de paro y marcha.

La instalación es muy simple puesto que no tendremos ningún contactor al quedar substituidor por el arrancador electrónico.
Para los arrancadores suaves dispondremos de 3 potenciometros donde regularemos el tiempo de la rampa de marcha, el tiempo de la rampa de parada y la limitación de la corriente en la puesta en marcha.

En lugar de un arrancador suave se puede montar un variador de frecuencia con el que accederemos a muchos mas parámetros de control con el mismo resultado que un arrancador suave.

Este tipo de arranque se hace muy interesante en compresores de grandes potencias al poder limitar los picos de intensidad y simplificar la maniobra eléctrica.