¿Qué determina la velocidad de rotación de un motor?

Los motores eléctricos se caracterizan por su variedad y amplia gama de tamaños. Hay motores de potencia fraccionada (hp) para pequeños electrodomésticos y motores con miles de hp para uso industrial pesado. Otras especificaciones que se encuentran en las placas de identificación del motor incluyen su voltaje de entrada, corriente nominal, eficiencia energética y velocidad en RPM.

La velocidad de rotación de un motor eléctrico depende de dos factores: su construcción física y la frecuencia (Hz) del suministro de voltaje. Los ingenieros eléctricos seleccionan la velocidad de un motor en función de las necesidades de cada aplicación, de forma similar a cómo la carga mecánica determina la potencia requerida.


Asegúrese de que su edificio tenga el motor eléctrico adecuado para cada aplicación.


Cómo se relaciona la frecuencia de voltaje con la velocidad del motor

Según el país, la fuente de alimentación tendrá una frecuencia de 60 Hz o 50 Hz. Aunque un motor trifásico rotará con ambas entradas de energía, habrá problemas de rendimiento si se especifica un motor para una frecuencia y se usa con la otra.

¿Qué determina la velocidad de rotación de un motor?

Dado que una fuente de voltaje de 60Hz cambia la polaridad un 20% más rápido que una fuente de 50Hz, un motor clasificado para 50Hz girará a un 20% más de rpm. El par del motor permanece relativamente constante y una velocidad más alta da como resultado una mayor potencia del eje. El motor también libera más calor, pero el ventilador de enfriamiento también se acelera con el eje, lo que ayuda a eliminar el calor adicional. El motor también tiende a consumir más corriente reactiva, lo que reduce su factor de potencia.

Conectar un motor de 60 Hz a una fuente de alimentación de 50 Hz es un asunto más delicado. Reducir la velocidad al mismo voltaje puede saturar el núcleo magnético del motor, aumentando la corriente y sobrecalentando la unidad. La forma más sencilla de evitar la saturación es reduciendo el voltaje de entrada, y lo ideal es que la relación V / Hz se mantenga constante:

  • Un motor de 60 Hz que funciona a 50 Hz está al 83,3% de su frecuencia nominal.
  • Para mantener constante la relación V / Hz, el voltaje de entrada también debe reducirse al 83,3%.
  • Si el motor eléctrico funciona normalmente a 240 V y 60 Hz, el voltaje de entrada a 50 Hz debe ser de 200 V para mantener una relación de 4 V / Hz.

Cableado del motor y número de polos

¿Qué determina la velocidad de rotación de un motor?

Un imán permanente tiene dos polos, pero los motores se pueden conectar para que su campo magnético tenga un mayor número de polos. Un motor de dos polos completa una revolución completa con un cambio de polaridad, mientras que un motor de cuatro polos solo gira 180 ° con un interruptor de polaridad. Más polos dan como resultado una velocidad del motor más baja: si todos los demás factores son iguales, un motor de 4 polos girará a la mitad de la velocidad de un motor de 2 polos.

  • Una fuente de alimentación de 60 Hz cambia la polaridad 60 veces por segundo, y un motor de dos polos girará a 3600 rpm cuando se conecte a esta fuente. Un motor de cuatro polos solo girará a 1.800 rpm.
  • Para motores de 50 Hz, la velocidad es de 3000 rpm con 2 polos y de 1500 rpm con 4 polos.

El concepto se puede resumir con la siguiente ecuación:

¿Qué determina la velocidad de rotación de un motor?

Usando esta ecuación, un motor de 4 polos a 60 Hz tiene una velocidad de 1.800 rpm, mientras que un motor de 6 polos a 50Hz tiene una velocidad de 1.000 rpm. Sin embargo, esta es en realidad la velocidad del campo magnético, llamado velocidad sincrónica, que no siempre es igual a la velocidad del eje.

  • en un motor sincrónico, el rotor utiliza un imán permanente o un electroimán para girar a la velocidad calculada.
  • Por otro lado, un Motor de inducción funcionará ligeramente por debajo de las rpm calculadas. Así es como funciona la inducción electromagnética y no debe verse como un mal funcionamiento.

Si un motor eléctrico tiene una velocidad de placa de identificación de 1.800 rpm, se puede concluir que la unidad es un motor síncrono de 4 polos clasificado para 60 Hz. Por otro lado, si la velocidad de la placa de identificación tiene un valor menor, como 1.760 rpm, la unidad es un motor de inducción.

Un variador de frecuencia puede controlar la velocidad del motor ajustando la frecuencia de entrada, como su nombre lo indica. Un VFD también puede modular el voltaje para mantener la relación V / Hz por debajo del punto donde el núcleo magnético está saturado. Gracias a esta característica, un VFD no daña un motor incluso cuando la velocidad se reduce por debajo del valor de la placa de identificación. El principal inconveniente de los VFD es que provocan distorsión armónica, ya que son cargas no lineales, pero esto se puede compensar con filtros de armónicos.