Qué es un interruptor centrífugo y su funcionamiento

Un interruptor centrífugo es un interruptor eléctrico que suele encontrarse en los motores de inducción de fase de señal y en los motores de inducción de fase dividida. La patente del interruptor centrífugo se concedió a Royal Lee durante la década de 1920. Este interruptor se utiliza para proporcionar una operación de conmutación controlada que se requiere en los motores cuando se genera una velocidad específica del motor. Antes de la invención de este interruptor, para simplificar el diseño de los motores, los interruptores se situaban dentro del bastidor del motor. Este diseño era muy insatisfactorio, ya que provocaba la acumulación de aceite, polvo y grasa en dichos interruptores. Esto, a su vez, hacía que el funcionamiento de los contactos fuera poco fiable.

¿Qué es un interruptor centrífugo?

Un interruptor centrífugo funciona según el principio de la fuerza centrífuga. Es un interruptor eléctrico. Estos interruptores están especialmente diseñados para motores de inducción monofásicos y bifásicos. El interruptor centrífugo se conoce comúnmente como "embrague", ya que su funcionamiento es similar al de un embrague centrífugo utilizado en los automóviles.

Diagrama

Un interruptor centrífugo típico consta de dos partes-

1. Un mecanismo centrífugo montado en el eje del motor.
2. Un interruptor fijo estacionario.

El mecanismo centrífugo montado en el eje del motor gira junto con el eje y está unido al interruptor estacionario mediante contactos eléctricos para controlar el circuito de arranque del motor de inducción.

Principio de funcionamiento

Como el mismo sugiere, este interruptor funciona según el principio de fuerza centrífuga Es una fuerza ficticia que actúa sobre los cuerpos en rotación.

Según la mecánica de Newton, cuando un cuerpo se mueve en un movimiento circular, se genera una fuerza desde el centro del círculo que tiende a alejar al cuerpo del centro. Esta fuerza se conoce como fuerza centrífuga. Se genera debido a la inercia del cuerpo. Esta fuerza actúa sobre el cuerpo y lo aleja del centro. Este principio también se utiliza en las lavadoras.

Interruptor centrífugo en motores de inducción

Para entender el funcionamiento de este interruptor en los motores de inducción, entendamos primero el modelo de los motores de inducción. Los motores de inducción constan de un único devanado estator y un devanado auxiliar. Al devanado del estator se le aplica una corriente alterna monofásica. Pero el devanado simple del estator no puede producir el suficiente campo giratorio necesario para generar el par de arranque. Por lo tanto, se proporciona un devanado auxiliar.

Este devanado auxiliar genera un campo que está desfasado con el campo generado por el devanado del estator. Por lo tanto, el campo resultante produce un par de arranque y pone en marcha el motor. Una vez arrancado el motor, el rotor crea un campo pulsante que no incluye el campo del estator.

Cuando la velocidad del motor alcanza un porcentaje determinado de la velocidad sincrónica, hay que desconectar el circuito que da energía al devanado auxiliar. Aquí es donde entra en escena el interruptor centrífugo para los motores de inducción. Aquí el interruptor centrífugo ayuda a abrir el circuito y a desconectar el devanado auxiliar.

La función del interruptor centrífugo en los motores de inducción

Veamos cómo funciona el interruptor centrífugo en un motor de inducción. El mecanismo centrífugo montado en los ejes del motor consiste en un plato de muelles con pesos calibrados fijados en su base y apoyados en una placa de acero. Los contactos del interruptor se cierran para proporcionar al devanado auxiliar la potencia necesaria para producir el par de arranque.

Cuando el rotor gira, las pesas calibradas experimentan una fuerza centrífuga. A una velocidad determinada, cuando esta fuerza supera la fuerza del muelle del disco, los contactos del interruptor se abren debido a la fuerza centrífuga. En este caso, las pesas se alejan del eje del rotor, desconectando así el devanado auxiliar del circuito.

En el punto crítico de funcionamiento se observan tres factores:

1. La fuerza del muelle se reduce a un ritmo lineal.
2. La fuerza centrífuga aumenta a un ritmo proporcional a la velocidad del rotor.
3. El radio de las pesas aumenta

¿Cómo se comprueba?

Un interruptor centrífugo ideal debe cumplir las siguientes condiciones

1. El funcionamiento debe ser uniforme durante toda su vida útil.
2. El número de piezas del equipo debe ser mínimo para la simplicidad del diseño y el bajo coste de producción.
3. Debe tener componentes de fricción insignificantes.
4. La relación de corte/entrada debe poder cambiarse fácilmente sin provocar modificaciones importantes en el diseño.

Como la unidad de contacto del interruptor está presente en el exterior del bastidor del motor, el interruptor es fácilmente accesible. Así, el interruptor puede inspeccionarse, limpiarse y sustituirse sin necesidad de desmontar el bastidor del motor.

Aplicaciones

Este interruptor también se utiliza en sistemas en los que la detección de la velocidad en los sistemas es esencial para la protección y el buen funcionamiento del dispositivo. Algunas de las aplicaciones del interruptor centrífugo son las siguientes

1. Protección contra el exceso de velocidad en motores, generadores, etc.
2. Se utiliza en motores de corriente continua, cintas transportadoras, escaleras mecánicas, ascensores, etc.
3. También se utilizan para detectar la falta de velocidad en dispositivos como sopladores, ventiladores y transportadores.
4. También se utilizan en sistemas en los que la pérdida de velocidad puede provocar daños en los dispositivos o pérdidas de material.

En comparación con los interruptores utilizados anteriormente para el mismo fin, el interruptor centrífugo proporciona una buena fiabilidad de contacto. Como este interruptor no está presente en el interior del bastidor del motor, está aislado de la suciedad, la grasa y el aceite que suelen entrar en el bastidor del motor por las corrientes de aire que circulan. ¿Cuáles son las unidades de la fuerza centrífuga?