En general, los motores de capacitancia dividida permanente tienen dos fases con una separación de 90 grados. Los motores funcionan mejor cuando las formas de onda de corriente de fase principal y de fase auxiliar tienen esta relación de fase de 90 grados. El condensador se utiliza para proporcionar este cambio de fase. Por lo tanto, el valor del condensador se elige para proporcionar la reactancia correcta. Disminuir la capacitancia disminuirá la corriente del devanado auxiliar y disminuirá el par. Aumentarla aumentará la corriente del devanado auxiliar, pero esta corriente no tendrá la relación de fase deseada, por lo que la mejora del par no es proporcional.
Para elegir un valor teórico de condensador que proporcione una relación de 90 grados al inicio, siga los siguientes pasos:
- Determine la impedancia del devanado principal (R + jwl).
- determine el cambio de fase entre el voltaje y la corriente.
- Determine la impedancia del devanado auxiliar.
- Elija un condensador que, cuando se coloca en serie con el devanado auxiliar, proporciona un cambio de fase de 90 grados a partir de la corriente que calculó en (2).
En la práctica, el condensador generalmente proporciona un poco menos de 90 grados; existe una compensación entre el par de arranque requerido y la corriente de funcionamiento asociada. El devanado principal está conectado directamente al motor y generalmente se enrolla para proporcionar la mayor parte de la corriente cuando el motor está bajo carga, y por lo tanto su corriente no se ve afectada mucho al cambiar los valores del capacitor. La reducción del condensador siempre reduce la impedancia del bobinado auxiliar, por lo que su corriente siempre se reduce, y lo contrario también es cierto. Es más fácil determinar la impedancia en el arranque, ya que la inductancia y la resistencia se pueden medir directamente, pero se puede elegir un capacitor para proporcionar un perfecto cambio de fase de 90 grados entre las corrientes en cualquier carga específica.
En general, el capacitor se elige para que sea lo más pequeño posible y compatible con el par de arranque deseado; Cuando comienza a disminuir el condensador, el par de arranque también disminuye. Recuerde que en un motor de condensador de fase dividida permanente, el condensador siempre está allí y siempre tiene la corriente de bobinado auxiliar, por lo que la vida útil del condensador es un problema. Un cambio del 10% probablemente aumentaría (o disminuiría) el par de arranque, porque el condensador elegido siempre es un compromiso entre los valores de inicio y funcionamiento. Entonces, en general, aumentar la capacitancia probablemente aumentará el par de arranque pero sacrificará la eficiencia de la ejecución, y esta pérdida de eficiencia se producirá principalmente en el devanado auxiliar. Digo "probable" porque la fase auxiliar puede tener una relación diferente con la fase principal en cada motor. Por ejemplo, en una aplicación donde no hay mucha necesidad de un alto par durante el giro, el condensador y el devanado auxiliar pueden ser pequeños y elegidos para ser más ideales en la carga de funcionamiento.
Si el par de arranque es importante, el condensador se elige para proporcionar corrientes más altas a un devanado auxiliar más grande. La velocidad del motor no cambiará mucho. Estos motores funcionan cerca de su velocidad síncrona cuando están ligeramente cargados, y se deslizan algunos a medida que agrega par, pero generalmente funcionan a una velocidad menor al 80-90% de este valor. El bobinado auxiliar y el condensador harán que el motor funcione de manera eficiente si se dimensiona correctamente. Si no, las fases serán desequilibradas y producirán campos "hacia atrás" u opuestos, reduciendo la eficiencia. Así que la corriente adicional no ayuda una vez que se está ejecutando. Para obtener la mejor eficiencia, el capacitor debe coincidir con la carga mientras está en funcionamiento, lo que significa que será demasiado pequeño para proporcionar mucho par de arranque. Si se incrementa, se pondrá en marcha, pero la corriente adicional no cambia la velocidad, pero reduce la eficiencia. Hay motores de "condensador conmutado" en los que hay un condensador presente durante el arranque y luego se desconecta del circuito una vez que se alcanza la velocidad de funcionamiento. Los motores PSC se utilizan en aplicaciones donde el par de arranque es bajo.