Una planta reemplaza a la de un ventilador Motor asíncrono trifásico con una unidad de mayor eficiencia, esperando que la factura de electricidad baje. En cambio, el flujo de aire aumenta, el amperímetro marca más y el billete apenas se mueve. No hay nada malo con el nuevo motor. La causa es un número que aparece en todas las placas de identificación y recibe menos atención que los kW: la velocidad nominal.
Un rotor de inducción siempre gira un poco más lento que el campo giratorio del estator y el espacio se llama deslizamiento. En un motor asíncrono trifásico de cuatro polos con alimentación de 50 Hz, la velocidad de campo es de 1500 rpm. Una unidad de eficiencia estándar podría funcionar a alrededor de 1460 rpm bajo carga, mientras que un diseño de mayor eficiencia, que reduce las pérdidas en parte mediante el uso de más conductor en el rotor, puede funcionar a alrededor de 1480 rpm en el mismo tamaño de bastidor. La diferencia parece pequeña: 20 rpm, o alrededor del 1,4 por ciento. Estas cifras son sólo ejemplos, ya que el deslizamiento varía según la potencia nominal y el fabricante, y la placa de identificación es el único número en el que confiar.
Para un ventilador o bomba centrífuga, la demanda de energía sigue el cubo de la velocidad. Aumente la velocidad en un 1,4 por ciento y la potencia del eje aumentará aproximadamente un 4 por ciento, porque 1,014 al cubo es aproximadamente 1,042. Si la ganancia de eficiencia entre los dos motores es de dos o tres puntos porcentuales, esa potencia extra puede anular el ahorro. Cuando un motor asíncrono trifásico impulsa un ventilador a través de un acoplamiento directo, no hay relación de correa ni caja de cambios para absorber el cambio, por lo que el ventilador simplemente gira más rápido y mueve más aire del que necesita el proceso.
Los ventiladores y las bombas centrífugas son los casos delicados. Los transportadores y las bombas de desplazamiento positivo funcionan más cerca de un par constante, por lo que la potencia aumenta aproximadamente al mismo ritmo que la velocidad y la máquina ofrece un poco más de rendimiento. Los compresores se sitúan en algún punto intermedio, dependiendo del método de control. Un reductor agrega otra capa, ya que un eje de entrada ligeramente más rápido significa una salida un poco más rápida. Saber qué hay detrás del motor le dice a un ingeniero si la diferencia de velocidad es una nota a pie de página o un problema. Un motor asíncrono trifásico en un transportador de par constante solo obtiene una pequeña ganancia de rendimiento, mientras que el mismo motor en un ventilador puede cambiar todo el panorama energético.
Son comunes tres ajustes después de un cambio de motor asíncrono trifásico. La primera es recortar el diámetro del impulsor o cambiar la relación de la polea para que la máquina accionada vuelva a su velocidad anterior. La segunda es agregar un variador de frecuencia y configurar la frecuencia para que coincida con el punto de operación anterior, lo que también deja espacio para funcionar a un nivel más bajo cuando la demanda cae. El tercero es comprobar el antiguo punto de funcionamiento: algunos sistemas eran ligeramente más pequeños para su función y la velocidad adicional soluciona un déficit de larga data. Medir los kW de entrada antes y después de un intercambio es más revelador que comparar clases de eficiencia en papel. Para un motor asíncrono trifásico que funciona 6000 horas al año, esa verificación es un trabajo corto que se compara con una factura de largo plazo.
La velocidad nominal en rpm a plena carga, la corriente nominal y la eficiencia al 75 y 100 por ciento de carga van juntas en la hoja de datos. Los cuadristas e importadores que entregan motores a los fabricantes de máquinas a menudo reciben sólo kW y una clase de eficiencia, y la cuestión de la velocidad llega más tarde del cliente. Un motor asíncrono trifásico que se envía con una hoja de una página que muestra esos cuatro números responde de antemano. Para los fabricantes de ventiladores y bombas que publican una curva de velocidad y par en sus propios manuales, los mismos datos les permiten confirmar la coincidencia sin una prueba de funcionamiento.
La clase de eficiencia indica la poca energía que desperdicia un motor en su interior. No dice qué hará la máquina accionada con un eje ligeramente más rápido. un Motor asíncrono trifásico elegido con ambas preguntas en mente guarda lo que promete la clase.