Motores Trifásicos: Síncronos vs. Asíncronos - Principios, Funcionamiento y Aplicaciones

Motores Trifásicos: Síncronos y Asíncronos

Los motores trifásicos son ampliamente utilizados en la industria debido a su eficiencia y robustez. Se dividen principalmente en dos categorías: síncronos y asíncronos. A continuación, se detallan las características de cada uno:

Motores Síncronos

Se denominan síncronos porque la velocidad de giro del rotor (inducido) es igual a la del campo magnético de la red. La velocidad se calcula mediante la fórmula: r.p.m = (60 x f) / p, donde f es la frecuencia y p es el número de polos.

Estos motores disponen de dos devanados: uno estatórico alimentado por corriente alterna (C.A.) y otro rotórico alimentado por corriente continua (C.C.). Su funcionamiento se basa en el principio de reversibilidad de los alternadores, lo que significa que un motor síncrono puede utilizarse como alternador y viceversa.

Sin embargo, los motores síncronos no pueden arrancar por sí mismos. Necesitan un motor auxiliar que los impulse y la regulación de la corriente continua de excitación para poder acoplarse a la red.

Motores Asíncronos

Los motores asíncronos son más sencillos de construir, instalar y emplear, y admiten mejor las sobrecargas. Se llaman asíncronos porque la velocidad de giro del rotor no coincide con la del campo magnético. También se les conoce como motores de rotor en cortocircuito o de jaula de ardilla.

Componentes Principales

Están constituidos por dos circuitos o partes fundamentales: el rotor y el estator.

• Estator: Es la parte fija, formada por un paquete de chapa magnética laminada y apilada, solidaria a la carcasa o soporte del motor. Posee ranuras donde se alojan las bobinas que conforman el devanado estatórico. Estas bobinas están desfasadas 120 grados eléctricos, creando el campo magnético que impulsa el rotor a girar. En estas ranuras del estator se pueden colocar uno o dos devanados superpuestos para conseguir una o dos velocidades en la máquina.
• Rotor: En los motores de jaula de ardilla, el rotor está constituido por un cilindro de chapa magnética o aluminio con barras incrustadas del mismo material, levemente inclinadas y cortocircuitadas por anillos de cortocircuito. Este cilindro está atravesado por un eje que, en uno de sus extremos, lleva incorporadas aspas a modo de ventilador para la aireación de las bobinas.

El motor asíncrono es el más empleado a nivel industrial para todo tipo de maquinaria. Hoy en día, se ha superado el inconveniente de la regulación de velocidad o el arranque suave (como en ascensores) gracias a los arrancadores estáticos y variadores de velocidad.

Arranque de Motores Asíncronos

Anteriormente, se utilizaban varios métodos de arranque, siendo el más común el arranque estrella-triángulo, que aún se utiliza. Otros métodos en desuso incluyen el arranque por resistencias en serie con el estator y el arranque por autotransformador.

Un inconveniente importante de estos motores es la elevada absorción de intensidad en el momento del arranque, debido a su buen par. Por lo tanto, es necesario implementar un procedimiento adecuado para su arranque. Los tipos de arranque comunes son:

• Arranque directo
• Arranque estrella-triángulo
• Arrancadores estáticos

El arranque directo solo se puede utilizar hasta una potencia de 0.75 kW. A partir de esta potencia, se utiliza el arranque estrella-triángulo, que reduce la intensidad en el momento del arranque mediante la reducción de la tensión y, en consecuencia, de la potencia. El arrancador estático, al descomponer la tensión, intensidad y frecuencia mediante componentes electrónicos, no provoca un escalón de potencia.

Averías Comunes

Las averías más frecuentes en estos tipos de motores son:

• Falta de una fase o hilo de línea de alimentación, provocado por la avería de un fusible.
• Sobrecarga debido a un esfuerzo mayor del que puede soportar la máquina o a frenados por inversión de giros frecuentes, que producirían un aumento de la intensidad y calentamiento de los devanados del motor.

Es fundamental recordar que la placa de características de un motor nunca debe omitirse, ya que proporciona toda la información necesaria para el técnico de montaje.

Protección y Entorno

Los motores de jaula de ardilla son muy robustos, pero dependiendo de la atmósfera o ambiente en el que se instalen, se debe adecuar su grado de protección (IPXX) respecto a la entrada de polvo o agua. Después de la palabra IP, la primera cifra indica la protección contra el polvo y la segunda contra el agua, soportando bien una humedad relativa alta (H.R > 60%).