El motor de polos sombreados es el tipo original de motor monofásico de CA y se remonta al menos a 1890. [1] Un motor de polos sombreados es un motor en el que el devanado auxiliar está compuesto por un anillo de cobre o barra que rodea una porción de cada polo para producir un campo magnético de rotación débil . [2] Cuando se aplica un suministro de CA monofásico al devanado del estator, debido al sombreado proporcionado a los polos, se genera un campo magnético giratorio. Este devanado auxiliar de una sola vuelta se llama bobina de sombreado . Las corrientes inducidas en esta bobina por el campo magnético crean una segunda fase eléctrica al retrasar la fase de cambio de flujo magnético para ese polo (un polo sombreado ) lo suficiente como para proporcionar un campo magnético giratorio de 2 fases . La dirección de rotación es desde el lado sin sombra hasta el lado sombreado (anillo) del poste. [2] Dado que el ángulo de fase entre las secciones sombreadas y no sombreadas es pequeño, los motores de polos sombreados producen sólo un pequeño par de arranque en relación con el par a máxima velocidad. Los motores de polos sombreados del tipo asimétrico que se muestran solo son reversibles mediante el desmontaje y la vuelta del estator, aunque algunos motores de apariencia similar tienen pequeños devanados auxiliares de alambre delgado que se pueden acortar mediante interruptor en lugar de barras gruesas de cobre y pueden invertirse eléctricamente. Otro método de inversión eléctrica implica cuatro bobinas (dos pares de bobinas idénticas). [3]
La forma común y asimétrica de estos motores (en la foto) tiene un solo devanado, sin condensador ni devanados de arranque/interruptor de arranque, lo que los hace económicos y confiables. Los tipos más grandes y modernos pueden tener múltiples devanados físicos, aunque eléctricamente sólo uno, y se puede utilizar un condensador. Debido a que su par de arranque es bajo, son más adecuados para accionar ventiladores u otras cargas que se inician fácilmente. Pueden tener múltiples grifos cerca de un extremo eléctrico del devanado, lo que proporciona velocidad y potencia variables mediante la selección de un grifo a la vez, como en los ventiladores de techo. Además, son compatibles con controles de velocidad variable basados en TRIAC , que a menudo se utilizan con ventiladores. Están construidos en tamaños de potencia de hasta aproximadamente 1 ⁄ 4 caballos de fuerza (190 W) de salida. Por encima de 1 ⁄ 3 caballos de fuerza (250 W), no son comunes y, para motores más grandes, otros diseños ofrecen mejores características. Una desventaja principal es su baja eficiencia de alrededor del 26%. [4] Una ventaja importante es que la corriente de calado del motor es sólo ligeramente superior a la corriente de funcionamiento, por lo que existe un bajo riesgo de sobrecalentamiento grave o de que se active la protección del circuito si el motor se cala por algún motivo.
Incluso para los estándares de los motores de polos sombreados, la potencia de salida de estos motores suele ser muy baja. Debido a que a menudo no existe un mecanismo de arranque explícito, el rotor de un motor que funciona con una fuente de alimentación de frecuencia constante debe ser muy liviano para que sea capaz de alcanzar la velocidad de funcionamiento dentro de un ciclo de la frecuencia de la red. Otro desarrollo prescinde por completo de los anillos de sombreado. La aplicación de energía le da al rotor magnetizado un "movimiento" suficiente para moverlo lo suficientemente rápido como para establecer el sincronismo. Un medio mecánico evita que el rotor arranque en la dirección equivocada. Este diseño sólo funcionará satisfactoriamente si la carga en reposo es cercana a cero y tiene muy poca inercia. Es similar al motor utilizado en los relojes mecánicos de cuarzo. En tiempos más recientes, el uso de controles de frecuencia variable permite que los motores síncronos arranquen lentamente y entreguen más torque.
