Cómo leer la placa de un motor

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Los motores eléctricos vienen acompañados de una placa de características cuyo contenido mínimo viene establecido por las normas que dicta la IEC (Unión Europea) o la NEMA (Estados Unidos). Su información es necesaria para determinar su conexión y capacidades, pero incluye mucho más que lo que expresamente figura escrito. A continuación voy a detallar qué datos se pueden extraer de la placa de un motor asíncrono, tanto los visibles como los ocultos.

Placa de motor. Fuente: ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com.es
Placa de motor. Fuente: ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com.es

Las dos normas mencionadas coinciden en los datos básicos, que contemplan:

  • Fabricante.
  • Modelo.
  • Construcción: tipo de máquina, tamaño, número de fases…
  • Potencia nominal. Se trata de la potencia mecánica útil (kW) que entrega la máquina en las condiciones para las que se ha diseñado. No se debe confundir con la potencia eléctrica que consume, puesto que existen pérdidas de diverso tipo. Tampoco con la que puede desarrollar el equipo puntualmente, que es mucho mayor. En algunos casos se especifica régimen de servicio (S1 para funcionamiento continuo, S2 intermitente, etc.), determinante puesto que la potencia se define para unas circunstancias de funcionamiento concretas.
  • Tensiones a las que trabaja, según tipo de conexión, e intensidades nominales, así como frecuencia de la red. Normalmente la placa especifica dos tensiones y dos intensidades. La tensión más baja aplica a una conexión en triángulo y se asocia a la intensidad más elevada. La tensión más alta corresponde a la conexión de estrella (cada bobinado recibe la tensión de línea entre \sqrt{3}, es decir, la misma que antes), y la corriente será la más baja de ambas. Cuando figuran más tensiones, caso de motores de varias velocidades (doble estrella,
    delta estrella, doble delta…), suele acompañarse de diagramas especificando la conexión a bornes.
  • Velocidad a plena carga (rpm).
  • Factor de potencia.
  • Información adicional sobre el equipo: clase de protección (IP), aislamiento y temperatura, sentido de giro, eficiencia, factor de servicio, protecciones, letra o código de rotor bloqueado (corriente de arranque), peso, rodamientos…
  • Información adicional de producción: número de serie, año de fabricación, certificaciones…

Hasta aquí la información expresa en la placa. No obstante, hay mucho más que leer que no está directamente indicado, pero que es fácil extraer a partir de sus datos:

  • Velocidad de sincronismo. Es la velocidad a la que gira el campo magnético del estátor, y está determinada por la frecuencia de la red y el número de polos. En Europa (50Hz) una máquina de dos polos gira a 60s*50Hz=3000rpm. La velocidad de sincronismo de un motor tetrapolar será la mitad, 1500rpm; la de uno hexapolar, 1000rpm, y así sucesivamente.
  • Número de polos. Si no conocemos cuántos polos tiene el estátor, es fácil deducirlo. La velocidad asignada de un motor asíncrono, es decir, la de su rotor, está próxima a la de sincronismo, sin que pueda llegar a alcanzarla. En la imagen que encabeza esta entrada, el motor gira a 1415rpm a 50Hz. Esto nos lleva a deducir que la velocidad de sincronismo es de 1500rpm, la más próxima posible, y que por tanto, la máquina es de cuatro polos.
  • Desplazamiento en plena carga. Si n es la velocidad nominal y n1 la de sincronismo, por definición el desplazamiento es:
    s=\dfrac{n1-n}{n1} En el ejemplo previo, el desplazamiento es de 0,0567.
  • Consumo eléctrico. Puesto que se nos indica tensión, corriente y coseno de phi, es directo que el equipo absorbe una potencia eléctrica de \sqrt{3}UIcos\varphi.
  • Pérdidas, obtenidas como el consumo que acabamos de calcular menos la potencia útil desarrollada (la que indica la placa).
  • Rendimiento, como la potencia desarrollada entre la absorbida.
  • Pérdidas por efecto Joule en el rotor. En el circuito equivalente de un motor, y despreciando pérdidas por fricción, la potencia mecánica se asimila a la consumida por una resistencia de carga de valor R_{2}(\dfrac{1}{s}-1). Conocida ésta y el desplazamiento, es directo el cálculo de R_{2} y las pérdidas que produce.
  • Potencia que atraviesa el entrehierro, como la potencia mecánica por \dfrac{1}{1-s}.
  • Torque. Por definición, es el cociente entre la potencia mecánica que produce el equipo y su velocidad de giro. Me refiero obviamente al par nominal; el real depende de la carga que se acople. En cualquier caso, es sencillo derivar el torque para un deslizamiento dado.

Con la disposición de alguna información adicional, como la que proporcionan los ensayos de rotor libre o bloqueado, se puede aún extraer más información, tal y como torque máximo, pérdidas por rozamiento, etc. En cualquier caso, como quería mostrar, una placa de motor resume todo lo necesario para conocer en qué circunstancias se puede usar, cuál será su comportamiento y qué conexiones requiere.

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