Motor de inducción

PIEZAS Y MATERIALES

• Fuente de alimentación de CA:120 VCA
• Condensador, 3.3 µF (o 2.2 µF) 120VAC o 350VDC, no polarizado
• Lámpara incandescente de 15 a 25 vatios o resistencias de 820Ω y 25 vatios
• Cable magnético n. ° 32 AWG
• tabla de madera de aprox. 5 pulgadas cuadradas.
• Cable de línea de CA con enchufe
• 1,75 pulgadas de diámetro tubo de cartón (rollo de papel higiénico)
• portalámparas

• Fuente de alimentación de CA:220 VCA
• Condensador, 1.5 µF 240VAC o 680VDC, no polarizado
• Lámpara incandescente de 25 a 40 vatios o resistencias de 820Ω y 25 vatios
• Cable magnético n. ° 32 AWG
• tabla de madera de aprox. 15 cm. cuadrado.
• Cable de línea de CA con enchufe
• 4,5 a 5 cm. dia. tubo de cartón.
• portalámparas

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 2, capítulo 13:“Motores de CA”, “Motores de inducción monofásicos”, “Motor de condensador dividido permanente”.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Para construir un motor de inducción de fase dividida de condensador permanente de CA.
• Para ilustrar la simplicidad del motor de inducción de CA.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Hay dos listas de piezas para elegir según la disponibilidad de 120 VCA o 220 VCA. Elija el que mejor se adapte a su ubicación. Este conjunto de instrucciones es para la versión de 120 VCA.

Ésta es una versión simplificada de un “motor de inducción de fase dividida con condensador permanente”. Al simplificar, nos referimos a que las bobinas solo requieren unos pocos cientos de vueltas de cable en lugar de unos pocos miles. Esto es más fácil de enrollar. Sin embargo, el modelo más grande de unos pocos miles de vueltas es impresionante. Hay dos bobinas de estator como se muestra en la ilustración de arriba. Aproximadamente 440 vueltas de alambre magnético esmaltado n.o 32 AWG (calibre de alambre estadounidense) se enrollan en una longitud de una pulgada de una sección ligeramente más larga de un tubo de papel higiénico de 1,75 pulgadas de diámetro. Para evitar contar las vueltas, enrolle cuatro capas de alambre magnético sobre un ancho de una pulgada del tubo. Ver (b) arriba. Deje unos centímetros de alambre magnético para los cables. Pegue con cinta adhesiva el cable inicial cerca del final del tubo para que los devanados cubran y anclen la cinta. No corte el ancho final del tubo de cartón hasta que no haya terminado de enrollar. Cierre el viento de una sola capa. Pegue o pegue con cinta adhesiva la primera capa para evitar que se desenrolle antes de pasar a la segunda capa. Aunque es posible enrollar capas adicionales directamente sobre las capas existentes, considere aplicar cinta o papel entre las capas como se muestra en el esquema (b). Después de enrollar cuatro capas, pegue los devanados en su lugar.

Si es demasiado difícil enrollar cuatro capas de alambre magnético, revuelva el enrollado 440 vueltas del alambre magnético sobre el extremo del tubo de cartón. Sin embargo, la bobina de estilo enrollado cerrado se monta más fácilmente en el rodapié. Mantenga los devanados a una pulgada de largo.

Corta el devanado terminado del extremo del tubo de cartón con una navaja permitiendo que la forma se extienda un poco más allá del devanado. Pele el esmalte de una pulgada de los extremos del par de cables con papel de lija. Empalme los extremos desnudos con un cable de conexión aislado de mayor calibre. Suelde el empalme. Aísle con cinta o tubo termorretráctil. Asegure el empalme al cuerpo de la bobina. Luego proceda con una segunda bobina idéntica.

Consulte tanto el diagrama esquemático como la ilustración para el montaje. Tenga en cuenta que las bobinas están montadas en ángulo recto. Pueden cementarse a un zócalo aislante como la madera. La lámpara de 25 vatios está conectada en serie con una bobina. Esto limita la corriente que fluye a través de la bobina. La lámpara sustituye a una resistencia de potencia de 820 Ω. El condensador está cableado en serie con la otra bobina. También limita la corriente a través de la bobina. Además, proporciona un desplazamiento de fase adelantado de la corriente con respecto al voltaje. El esquema y la ilustración no muestran ningún interruptor de encendido ni fusible. Agregue estos si lo desea.

El rotor debe estar hecho de un material ferromagnético como la tapa de una lata de acero o la tapa de una botella. La siguiente ilustración muestra cómo hacer el rotor. Seleccione un rotor circular más pequeño que las formas de la bobina o un poco más grande. Utilice geometría para localizar y marcar el centro. El centro debe tener hoyuelos. Seleccione un clavo de un octavo de pulgada de diámetro (unos pocos mm) (a) y lime o muela la punta como se muestra en (b). Coloque el rotor sobre un trozo de madera blanda (c) y martille la punta redondeada en el centro (d). Practica con una pieza de chatarra similar. Tenga cuidado de no perforar el rotor. Un rotor abombado (f) o una tapa (g) se equilibran mejor que el rotor plano (e). El punto de pivote (e) puede ser un pasador recto que atraviesa un pedestal de madera móvil o el tablero principal. La punta de un bolígrafo también funciona. Si el rotor no se balancea sobre el pivote, retire el metal del lado pesado.

Verifique el cableado. Compruebe que se haya aislado cualquier cable desnudo. El circuito puede encenderse sin el rotor. La lámpara debe encenderse. Ambas bobinas se calentarán en unos minutos. El calentamiento excesivo significa que una lámpara de menor potencia (mayor resistencia) y un capacitor de menor valor deben ser sustituidos en serie con las respectivas bobinas.

Coloque el rotor encima del pivote y muévalo entre ambas bobinas. Debería girar. Cuanto más cerca esté, más rápido debería girar. Ambas bobinas deben estar calientes, lo que indica potencia. Pruebe rotores de diferentes tamaños y estilos. Pruebe con un rotor pequeño en el lado opuesto de las bobinas en comparación con la ilustración.

Por falta de alambre magnético # 32 AWG, pruebe con 440 vueltas de alambre de un diámetro ligeramente mayor (menor número de AWG). Esto requerirá más de 4 capas para los giros requeridos. Una lámpara de noche puede ser menos costosa que el portalámparas de tamaño completo ilustrado. Aunque las bombillas de luz nocturna tienen un vataje demasiado bajo a 3 o 7 vatios, las bombillas de 15 vatios encajan en el enchufe.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

• Hoja de trabajo de la teoría del motor de CA
• Hoja de trabajo de circuitos de control de motores de CA