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Motores eléctricos trifásicos: cómo funcionan y tipos de arranque

Los motores eléctricos se utilizan ampliamente en diversos equipos en nuestra vida cotidiana. Los motores eléctricos que vemos en taladros, electrodomésticos y pequeñas automatizaciones son normalmente monofásicos, sin embargo, cuando necesitamos motores con más de 2 hp, es más factible usarlos. Motores eléctricos trifásicos. Por lo tanto, los motores trifásicos se encuentran ampliamente en la industria, en líneas de producción y máquinas eléctricas, debido a su alta eficiencia y amplias aplicaciones.

Por lo tanto, el propósito de este artículo es mostrar cómo funcionan los motores eléctricos trifásicos, cuáles son sus aplicaciones y cómo arrancar este tipo de motor eléctrico.

Entendiendo el sistemas trifásicos

Los dispositivos que tenemos en casa y los dispositivos de energía pequeños de las industrias funcionan con una sola fase, un sistema monofásico. Cuando tenemos dispositivos que demandan más energía, los alimentamos con Sistemas trifásicos.

El suministro de un sistema trifásico se realiza mediante 4 cables: A neutro y 3 fases, siendo R, T y S.

Es decir, vamos a tener tres ondas sinusoidales trabajando juntas, con un retraso de 120 grados (un tercio de la longitud de onda) entre cada una. Ver la imagen a continuación:

En el mundo, la mayor parte de la energía eléctrica se distribuye de esta manera, debido a las ventajas de un sistema trifásico en relación con un sistema monofásico. El sistema trifásico también permite un mejor uso de los campos electromagnéticos utilizados para impulsar motores eléctricos, aumentando la eficiencia de los motores.

Ventajas de un sistema trifásico

  • Los generadores trifásicos usan sus bobinados de manera más eficiente, esto los hace más livianos y compactos;
  • Los motores trifásicos también se reducen en tamaño en comparación con un motor monofásico equivalente;
  • La sección transversal, es decir, el diámetro del cable requerido en un sistema trifásico es la mitad de la sección requerida en un sistema monofásico equivalente;
  • Una línea trifásica puede ofrecer diferentes voltajes al usuario.

Operación de motores electricos trifasicos

los motores electricos trifasicos Se encuentran ampliamente en las industrias, debido a sus ventajas y mayor eficiencia en relación con otros tipos de motores.

motores electricos trifasicos

Al igual que cualquier motor eléctrico, están compuestos por un estator, que es la parte que está fija y tiene bobinados que reciben la red eléctrica y el rotor, parte que es impulsada por el campo magnético y gira. Las bobinas, que están en el estator, están conectadas a cada una de las fases. Por lo tanto, alternar el voltaje a través de las fases genera campos electromagnéticos variables que inducen la rotación del rotor del motor.

Por lo tanto, la velocidad que gira un motor trifásico depende de dos factores:

Con eso, tenemos la siguiente fórmula para determinar la velocidad de un motor trifásico:

motores electricos trifasicos

A partir de esta fórmula, es posible ver que usando un variador de frecuencia para variar la frecuencia que llega al motor eléctrico, es posible controlar su velocidad. Por lo tanto, los inversores de frecuencia a menudo están conectados con motores eléctricos trifásicos para controlar su velocidad.

Componentes de un motor eléctrico trifásico.

Aunque existen varios modelos de motores eléctricos trifásicos, en general, la mayoría de ellos tienen componentes similares, que son:

  • Rotor: Es la parte del motor que gira, unida a un eje. Se ajusta entre el estator, ya que la interacción de los dos hace que el motor gire;
  • Estator: Consiste en la parte fija del motor eléctrico, donde están las bobinas. Cuando se energizan, las bobinas generan los campos electromagnéticos capaces de hacer girar el rotor;
  • Llevando: Es un sistema de rodamientos que tiene la función de asegurar el eje en el bastidor del motor, evitando también la infiltración de agua, según la certificación del motor;
  • Cuerpo: Es lo que contiene todos los componentes del motor. Tiene agujeros para la fijación y una manija para cargar el motor, y normalmente también tiene una estructura diseñada para disipar el calor de la máquina;
  • Ventilador: Ayuda a hacer circular el aire dentro del motor, asegurando una buena disipación de calor;
  • Caja con conexiones: Recibe los cables de conexión del motor y los conecta a las bobinas.
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Índices de rendimiento de motores eléctricos trifásicos.

De acuerdo con NBR 17094-1, hay niveles mínimos de rendimiento que deben cumplir los motores eléctricos trifásicos. El rendimiento consiste en la relación entre la cantidad de energía utilizada por el dispositivo y la cantidad de energía liberada, siendo muy importante ya que el motor no debe perder demasiada energía en su rendimiento.

Los niveles de eficiencia de los motores eléctricos trifásicos son 5. Por lo tanto, el estándar que se actualizó en 2019 requiere al menos motores con eficiencia IR3, es decir, todos los productos vendidos deben cumplir al menos este nivel de eficiencia.

Hay cinco niveles de rendimiento disponibles en el mercado, y algunos fabricantes como WEG ya ofrecen motores con niveles de rendimiento IR5. Se dividen en IR1, IR2, IR3, IR4 e IR5, con IR1 siendo el menos eficiente que solo se permitió hasta 2009, e IR5 siendo el más eficiente. Por lo tanto, los motores IR5 superan el rendimiento mínimo requerido por la ley en dos niveles.

Salida indirecta de motores electricos trifasicos

Cuando conectamos un motor eléctrico directamente a la alimentación, la llamada partida directa, tenemos una corriente máxima que es entre 6 y 10 veces mayor que la corriente nominal del motor. Para hacer un arranque directo podemos usar un contactor. Sin embargo, la alta corriente máxima en el inicio puede no ser ventajosa debido a los circuitos de protección del motor, que deberían ser capaces de soportar dicha corriente sin dispararse.

motores electricos trifasicos

Para evitar y reducir estos picos actuales, utilizamos el método de inicio indirecto. En él, arrancaremos el motor para que tenga menos corriente al principio, hasta que el motor salga de la inercia. Luego, la conexión de las bobinas cambia y el motor desarrolla una rotación nominal, evitando el pico de corriente.

Mire un video del canal de 30 segundos que muestra el diseño y la prueba de un triángulo estelar:

Existen diferentes casos en los que el arranque directo o indirecto puede ser más ventajoso, es necesario evaluar dónde se está utilizando el motor y cuáles son las necesidades.

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