Torque en un Motor: todo esta en los polos

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06 Febrero 2012

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TORQUE DEL MOTOR

Curva típica Torque (M) / Corriente (I) vs Velocidad (N) para un motor de inducción

Curva Torque/Corriente vs velocidad

 

Podemos definir torque como una fuerza rotacional aplicada a un eje que causa su rotación.

Desde el punto de vista técnico, el torque M de una fuerza en relacióna un eje es el producto de la fuerza multiplicada por la distancia del punto de aplicación de la fuerza con respecto al eje.

Cuantitativamente, el torque nominal entregado en un eje es:

Donde:

M Torque en newton-metro (Nm)

P Potencia de salida del motor en kW

n Velocidad en rpm

 

De la curva podemos distinguir los siguientes puntos:

 

ID Corriente de arranque.

IN Corriente nominal.

IO Corriente en vacío.

MD Torque de arranque.

MA Torque de aceleración.

MM Torque de desaceleración.

MN Torque nominal.

NN Velocidad nominal.

NS Velocidad síncrona.

Diversas curvas Torque  vs. Velocidad para motores de inducción Cortesía de SIEMENS AG

 

La velocidad síncrona de un motor de inducción es la velocidad delcampo magnético rotatorio. Es determinada por la frecuencia aplicadaal motor y el número de polos presente en cada uno de las fases del

bobinado del estator. Podemos escribir lo siguiente:

Donde:

Ns Velocidad síncrona en rpm

F Frecuencia de la red en hertz (Hz)

P Número de polos del motor (típicamente p = 2, 4, 6…)

Normalmente en un motor de inducción estándar la velocidad a plenacarga o velocidad nominal está entre 96% y 98% de la velocidad síncrona.

Durante la operación del motor, el rotor se mueve retrasándose respecto al campo del estator. La diferencia entre estas dos velocidades recibe el nombre de deslizamiento.

Podemos escribir entonces:

 

Donde:

NN Velocidad nominal en rpm

NS Velocidad síncrona en rpm

s Deslizamiento

Debe quedar claro que las curvas presentadas son válidas para loscasos en que alimentamos al motor con la frecuencia nominal deoperación. Una variación en la frecuencia producirá un desplazamiento paralelo de la curva.

 

MOTORES DE POLOS CONMUTABLES

Ya hemos visto cómo el número de polos determina la velocidad de giro del motor.

Se construyen motores a los que se puede modificar elnúmero de polos permitiendo distintas velocidades de giro.Los casos típicos se muestran en la tabla siguiente:

Motores de polos conmutables

 

Ampliaremos algunos detalles respecto a los dos primeros tipos de conexión:

 

Conexión Dahlander

En este tipo de conexión se debe tener presente que para ambas velocidades de giro se generan relaciones de potencia distintas.

Conexiones Dahlander típicas

La relación de potencia en la conexión  ∆ / ΥΥ es de 1/1,5 – 1,8 y es la que se ajusta más a los requisitos de torque constante.

La conexión  Υ/ ΥΥ es especialmente adecuada para máquinas concaracterística de torque cuadrático (bombas y ventiladores) y tiene una relación de potencia de 0,3/1.

 

Motores con bobinados independientes

Estos motores permiten, al menos en la teoría, cualquier combinación de velocidad de giro y cualquier relación de potencia. Ambos devanados se encuentran conectados en  Υ y completamente independientes entre sí.

Conexión de motor con bobinados independientes