¿Qué es un Motor Trifásico?
Un motor trifásico es un motor eléctrico accionado por una fuente de corriente alterna trifásica.
Se utilizan ampliamente como fuentes de energía para equipos y maquinaria industrial. También se denominan motores trifásicos de inducción y suelen funcionar con una fuente de alimentación trifásica de 200 V CA.
Los motores trifásicos constan de estator, rotor, eje de salida, soporte de brida y rodamientos de bolas.
Usos de los Motores Trifásicos
Las fuentes de alimentación de CA se clasifican en monofásicas y trifásicas. La monofásica es una fuente de alimentación de CA que se utiliza principalmente en los hogares en general. La trifásica, por su parte, es una fuente de alimentación de CA que se utiliza principalmente en el sector industrial.
Entre las aplicaciones específicas de los motores trifásicos se incluyen las siguientes:
- Compresores
- Bombas
- Ventiladores
- Cintas transportadoras
- Grúas
- Motores para VE
Los motores trifásicos tienen una amplia gama de usos y se utilizan en muchas máquinas industriales además de las enumeradas anteriormente.
Entre los motores trifásicos, también hay motores paso a paso y servomotores, que se utilizan para controlar con precisión la rotación. Se utilizan cuando se emplean máquinas automatizadas, como los robots articulados industriales.
Principio de los Motores Trifásicos
En un motor trifásico, se aplica corriente alterna trifásica a las bobinas del estator, que están desfasadas 120°, y las bobinas -placas electromagnéticas de acero- actúan como electroimanes para formar un campo magnético en la máquina eléctrica. La polaridad del electroimán viene determinada por el sentido de la corriente que circula por la bobina y la ley de la rosca derecha.
Como la alimentación de corriente alterna se desfasa con el tiempo, la dirección del campo magnético gira con el tiempo.
En el principio de generación de un campo magnético giratorio. Se puede observar que a medida que cambian las fases U, V y W de la alimentación trifásica de CA, cambia la dirección del campo magnético del estator. El campo magnético giratorio genera corrientes parásitas en el rotor, y las corrientes parásitas y el campo magnético generan una fuerza en el rotor. Como resultado, se genera potencia en el eje giratorio del motor. La dirección de la fuerza de rotación del motor viene determinada por la regla de la mano izquierda de Fleming.
La velocidad del campo magnético giratorio cuando el rotor gira se denomina velocidad de rotación síncrona. La velocidad de rotación síncrona puede calcularse a partir de la frecuencia de la fuente de alimentación y el número de polos del estator.
La velocidad de rotación real del rotor es ligeramente inferior a la velocidad de rotación síncrona. Esto se debe a que sólo cuando el flujo magnético atraviesa los conductores del rotor se genera una corriente inducida que hace girar al rotor.
La diferencia entre la velocidad de rotación síncrona y la velocidad de rotación real se denomina deslizamiento. El deslizamiento aumenta con el incremento del par de carga. La potencia (W) de un motor puede calcularse a partir de la velocidad de giro nominal y el par nominal.
Más Información sobre los Motores Trifásicos
1. Cableado de los Motores Trifásicos
El método de cableado de los motores trifásicos varía en función del método de arranque. Aquí se presentan cuatro métodos de arranque diferentes.
Arranque Directo
Se trata de un método de arranque mediante la aplicación de corriente alterna trifásica directamente a los terminales del motor trifásico a través de un contactor electromagnético. El cableado es sencillo, pero la corriente que circula por el motor durante el arranque (corriente de arranque) es varias veces superior a la corriente nominal.
Suele utilizarse para motores de pequeña capacidad con una corriente de arranque baja.
Arranque Estrella-Triángulo
Se trata de un método de arranque en el que el motor se pone en marcha con una conexión en estrella y, a continuación, se cambia a una conexión en triángulo.
Existen dos tipos de cableado del motor: en estrella y en triángulo . El cableado en estrella requiere 1/3 menos de corriente de arranque que el cableado en triángulo y, por lo tanto, es el método de arranque utilizado para motores trifásicos con valores nominales de corriente más elevados.
La caja de bornes de un motor con método de arranque estrella-triángulo tiene seis terminales U, V, W y X, Y, Z. La alimentación trifásica se conecta a UVW y XYZ respectivamente. Fuera de los devanados del estator hay un circuito con un contactor electromagnético combinado y un temporizador, que cambia automáticamente entre el cableado en estrella y en triángulo.
Arranque con Reactor
Se conecta una reactancia entre el motor trifásico y la fuente de alimentación durante el arranque, y el circuito de la reactancia se desconecta mediante un contactor electromagnético y un temporizador algún tiempo después del arranque.
Arranque del Inversor
Un inversor es un dispositivo eléctrico que controla la velocidad de un motor trifásico. Puede modificar a voluntad la potencia y la frecuencia de la alimentación trifásica de CA.
Instalando un inversor, el motor puede arrancar desde una frecuencia baja de unos pocos Hz y se puede reducir la corriente de arranque.
2. Velocidad de los Motores Trifásicos
La fórmula para el número de revoluciones es 120 x la frecuencia de la alimentación de CA ÷ número de polos.
Por ejemplo, para un motor de 4 polos con una alimentación de 50 Hz, el número de revoluciones es 120 x 50 ÷ 4 = 1500 rpm.
Sin embargo, los motores trifásicos giran con un ligero retraso respecto a la frecuencia de alimentación. Este retraso se expresa como coeficiente de deslizamiento. Si el factor de deslizamiento es del 5%, la velocidad será de 1500 x (1-0,05) = 1425 rpm.
Para controlar la velocidad de un motor trifásico, debe controlarse la frecuencia o el número de polos, pero el número de polos no puede modificarse debido a la estructura del motor. Por lo tanto, la velocidad se controla cambiando la frecuencia. En la actualidad, se utilizan inversores para controlar la velocidad de los motores trifásicos.