Motor asíncrono trifásico: ¿suministro de 50 Hz o 60 Hz?

A Motor asíncrono trifásico bobinado a 50 Hz y funcionando con un suministro de 60 Hz no se comporta como el mismo motor a una velocidad diferente. La velocidad síncrona sigue 120 veces la frecuencia dividida por el número de polos, por lo que una máquina de 4 polos gira su campo a 1.500 rpm en 50 Hz y 1.800 rpm en 60 Hz. Con un deslizamiento de alrededor del 3 al 5 por ciento, la velocidad nominal del eje se acerca a las 1.450 rpm en un caso y a las 1.750 rpm en el otro. La misma brecha del 20 por ciento se aplica en otros recuentos de polos, desde 3000 y 3600 rpm para una máquina de 2 polos hasta 1000 y 1200 rpm para una de 6 polos. Todas las preguntas sobre tallas en un pedido de exportación parten de ahí.

La velocidad aumenta un 20 por ciento, la demanda de energía puede aumentar un 73 por ciento

Para un ventilador o una bomba centrífuga acoplada directamente al eje, la potencia de carga aumenta con el cubo de la velocidad, y 1,2 al cubo es 1,73. A un motor asíncrono trifásico elegido con una carga del 90 por ciento en una red de 50 Hz se le pediría aproximadamente un 155 por ciento después del cambio a 60 Hz. Se sobrecalienta mucho antes de que se alcance la clasificación nominal.

Los transportadores, los compresores de tornillo y las bombas de desplazamiento positivo se comportan de manera diferente. Su par se mantiene casi constante, por lo que la potencia aumenta alrededor de un 20 por ciento, y un motor con cierto margen puede soportar eso. Mismo tamaño de cuadro, dos cargas, dos resultados. Los fabricantes de equipos preguntan por el tipo de carga antes de cotizar.

El voltaje tiene que moverse con la frecuencia

El flujo magnético en el núcleo depende de la relación voltios por hercio. 400 V a 50 Hz dan 8,0, y mantener 8,0 a 60 Hz requiere 480 V. Muchos mercados de 60 Hz funcionan con 460 V, una relación de 7,7, por lo que el devanado está diseñado en torno a esa cifra.

Alimente un motor de 400 V a 60 Hz sin cambiar el voltaje y la relación cae a 6,7. La capacidad de torque sigue el cuadrado de esa relación, lo que deja alrededor del 69 por ciento del torque de ruptura original. Un motor asíncrono trifásico que tiene que arrancar una máquina cargada muestra la pérdida en el arranque, cuando el eje vacila o se detiene con una tolva llena o una correa cargada.

Dos motores, misma potencia, diferente velocidad

La velocidad nominal no está determinada únicamente por la potencia y el número de polos. Dos motores de 4 polos del mismo kilovatio de diferentes proveedores pueden diferir entre 20 y 30 rpm, porque el deslizamiento depende del diseño del rotor. En una bomba, 30 rpm de 1450 representan aproximadamente un 2 por ciento de velocidad, lo que se traduce aproximadamente en un 4 por ciento de altura y un 6 por ciento de consumo de energía. Por lo tanto, los compradores que comparan un motor asíncrono trifásico de dos fuentes leen la línea de velocidad nominal en la hoja de datos junto a la cifra de kilovatios, ya que la curva de una bomba se traza en función de la velocidad del eje y no de la potencia nominal.

La corriente inicial decide el tamaño del cable y del disyuntor

Un motor asíncrono trifásico de 4 polos y 11 kW a 400 V consume aproximadamente 21 A con carga nominal. Un arranque directo requiere de 6 a 7 veces más, alrededor de 125 a 145 A por un momento. Los instaladores dimensionan la curva del disyuntor y el cable a partir de la cifra máxima, no de 21 A, y en un tendido de cable largo, la caída de voltaje en el arranque reduce aún más el par de arranque.

Los arrancadores estrella-triángulo cortan la corriente de línea a aproximadamente un tercio de la cifra directa, lo que explica por qué los motores más grandes se envían con seis terminales en la caja. Cableado en estrella a 400 V o en triángulo a 230 V, el mismo motor asíncrono trifásico puede suministrar dos voltajes de suministro y la placa de terminales muestra qué disposición de enlace pertenece a cuál.

Preguntas sobre placas de identificación que plantean los importadores

El tráfico de búsqueda de un motor asíncrono trifásico de compradores extranjeros a menudo incluye estas preguntas. ¿La placa de identificación enumera ambas frecuencias, con velocidad y corriente nominales para cada una? ¿El devanado está configurado para el voltaje de suministro del mercado de destino? ¿Qué clase de aislamiento y margen de aumento de temperatura se esconden detrás de la potencia nominal?

Las fábricas que bobinan internamente pueden configurar el devanado a 60 Hz en la etapa de pedido e imprimir ambas clasificaciones en una placa, y un comprador puede confirmar las cifras en una muestra antes de realizar el pedido al por mayor. Los distribuidores que prestan servicios en ambas redes a veces solicitan una placa de doble clasificación, de modo que un único artículo en existencia cubra dos mercados, lo que reduce el número de líneas en la lista de precios.

La dirección de rotación cierra muchas listas de verificación. Intercambiar dos cables de suministro cualesquiera invierte un motor trifásico, y un ventilador con un patrón de aspas unidireccionales pierde flujo de aire cuando eso sucede, por lo que el ventilador de refrigeración instalado en un Motor asíncrono trifásico y el ventilador impulsado deben verificarse en la dirección prevista antes de conectar el motor.