Velocidad de un motor de inducción de CA según los polos y la frecuencia, deslizamiento a partir de la placa de características, y qué pasa con la velocidad, el par, la potencia y la tensión cuando un variador de frecuencia hace girar el motor más lento o más rápido.
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Velocidad de sincronismo y velocidad típica a plena carga para cada número de polos a la frecuencia de red elegida y a frecuencias habituales del variador. La fila resaltada es su motor: su deslizamiento de placa y la carga elegida.
Motor de inducción trifásico con variador de frecuencia de curva V/f. p es el número de polos (no de pares de polos), f la frecuencia y s el deslizamiento. La frecuencia base es la frecuencia de red de la placa de características.
Reglas prácticas de los avisos: un motor autoventilado a par completo por debajo de unos 20–25 Hz se calienta demasiado, porque su propio ventilador gira más despacio; por encima de 1,5 × la frecuencia base compruebe los rodamientos, el equilibrado y el límite de velocidad mecánica del fabricante; en ventiladores y bombas la potencia crece con el cubo de la velocidad, así que girar por encima de la velocidad nominal sobrecarga el motor rápidamente.
Esta calculadora obtiene la velocidad del eje, el par, la potencia y la tensión de un motor de inducción trifásico alimentado por un variador de frecuencia. Introduzca la velocidad, la potencia, la tensión y el número de polos de la placa de características y ajuste la frecuencia del variador. Muestra la velocidad de sincronismo, el deslizamiento, el par nominal, el par que el motor aún puede dar por encima de la frecuencia base, y avisos de sobrecalentamiento a baja velocidad o de sobrecarga de un ventilador. La usan electricistas, técnicos de mantenimiento, ingenieros de accionamientos y estudiantes para comprobar un motor antes de cambiar la consigna del variador.
A 35 Hz el motor gira a unas 990 rpm y sigue dando sus 26,5 N·m completos, así que el transportador va aproximadamente un tercio más lento sin perder fuerza de arrastre. Como 35 Hz está por encima de la zona de 20–25 Hz, el propio ventilador del motor debería refrigerarlo suficientemente.
Un motor de 1450 rpm a 50 Hz tiene 4 polos. La velocidad de sincronismo es ns = 120 × f / p, lo que da 3000, 1500, 1000 y 750 rpm para 2, 4, 6 y 8 polos a 50 Hz. Un motor de inducción siempre gira algo por debajo de la velocidad de sincronismo por el deslizamiento, normalmente un 2–5 % a plena carga, así que 1450 rpm queda justo por debajo de 1500 rpm. A 60 Hz se aplica la misma lógica: un motor de 1750 rpm tiene 4 polos porque su velocidad de sincronismo es 1800 rpm.
Primero calcule la velocidad de sincronismo a la nueva frecuencia: ns = 120 × f / p. Luego reste el deslizamiento. Una buena estimación es mantener la velocidad de deslizamiento nominal en rpm (sincronismo menos velocidad de placa) y escalarla con el par de la carga: n ≈ 120 × f / p − Δn × (T_carga / T_nominal). Para un motor de 4 polos y 1440 rpm (60 rpm de deslizamiento) a plena carga y 30 Hz, la velocidad es 900 − 60 = 840 rpm.
Use T = 9549 × P / n, con T en N·m, P en kW y n en rpm. La constante 9549 es 60000 / 2π. Un motor de 7,5 kW a 1460 rpm da 9549 × 7,5 / 1460 = 49,1 N·m. En unidades de EE. UU., T (lb·ft) = 5252 × hp / rpm, así que un motor de 5 hp a 1750 rpm da 15,0 lb·ft (20,3 N·m). Use siempre la velocidad real del eje, no la de sincronismo.
Sí, dentro de unos límites. Por encima de la frecuencia base el variador no puede subir más la tensión, así que el flujo magnético disminuye (debilitamiento de campo). El motor trabaja entonces a potencia aproximadamente constante: el par disponible cae según T_nominal × f_base / f. A 75 Hz, un motor de 50 Hz solo da unos dos tercios de su par nominal. Por encima de 1,5 veces la frecuencia base, compruebe la velocidad mecánica máxima del fabricante, los rodamientos y el equilibrado del rotor.
No hay una cifra única, pero un motor autoventilado (TEFC) a par completo suele empezar a sobrecalentarse por debajo de unos 20–25 Hz, porque su ventilador, montado en el eje, se frena con el rotor. Los ventiladores y las bombas centrífugas pueden ir mucho más bajo, porque su par cae con el cuadrado de la velocidad. Para cargas de par constante, como transportadores o mezcladoras a baja velocidad, monte un ventilador con alimentación independiente (ventilación forzada) o reduzca la carga del motor.
En ventiladores y bombas centrífugas, el caudal es proporcional a la velocidad, la presión al cuadrado de la velocidad y la potencia al cubo (leyes de afinidad). Al 80 % de velocidad se necesita aproximadamente 0,8³ = 51 % de la potencia a plena velocidad, así que una pequeña reducción de velocidad da un gran ahorro. Esto solo vale para cargas de par variable sin una gran altura estática. La misma ley del cubo juega en contra por encima de la velocidad nominal: al 110 % de velocidad se necesita aproximadamente un 133 % de potencia.
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