Diseno y Categoria en Motores Electricos

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Febrero 2014

BOLETÍN MENSUAL PREPARADO POR WWW.MOTORTICO.COM, COSTA RICA

FEBRERO 2014

Diseño y Categoría en Motores Eléctricos
Los

motores eléctricos se clasifican según su curva Par
(Torque) - Velocidad, que relaciona su capacidad de producir
torque en el eje, con la velocidad. La Categoría y Diseño
establecen los valores mínimos normalizados, de acuerdo a lascaracterísticas del par y corriente, con relación a la velocidad
desde el arranque, para los motors trifásicos de inducción con
rotor de jaula de ardilla.
Curva Característica Par - Velocidad
En la Figura 1 aparece una curva característica típica de un
motor de propósito general, donde el eje Y presenta el torque o
par como porcentaje del para nominal (o de Plena Carga), en
función de la velocidad del motor enel eje X. Esta curva explica
el comportamiento del motor desde el arranque hasta la
operación normal, y en condiciones de sobrecarga. Las
consideraciones son las siguientes:
1. Arranque del motor: Se presenta el Torque de Arranque,
disponible para sacar la carga del reposo. En este
momento el voltaje trifásico produce el campo magnético
rotatorio que gira a la velocidad sincrónica. Por estar enreposo, la frecuencia inducida en el rotor es cercana a la
del voltaje de entrada (50 ó 60Hz), por lo que predomina la
Reactancia Inductiva, lo que produce que la corriente dl
rotor se retrase al voltaje inducido, esta corriente también
está desfasado del campo magnético, oponiéndose al del
estator. Este efecto desmagnetizante produce un torque
de arranque moderado (Nótese en la Figura 1 que esalgo
mayor al 200% del torque nominal).
2. Par mínimo: Conforme el motor acelera, se presenta el
Torque Mínimo, que es el más bajo de la curva. El punto
más bajo puede darse entre 25-40% de la velocidad

nominal. El torque mínimo se presenta por armónicas
magnéticas concentradas en las ranuras. Los fabricantes
han empezado a controlarlas, por lo que motores
modernos casi no presentan torque mínimo.3. Par máximo: A medida que el motor acelera, la frecuencia
en el rotor sigue bajando, y la reactancia inductiva se
reduce. El flujo magnético del rotor se pone más en fase
con el del estator. El punto mayor alineamiento se da
cuando la Reactancia Inductiva = Resistencia del Rotor, lo
que se presenta aproximadamente al 80% de la velocidad
nomimal. Más allá de esta velocidad la reactancia
inductivacontinúa bajando, y no se presenta más un par
máximo.
4. Par nominal o de plena carga: Es el par de diseño del
motor, a voltaje y frecuencia nominal. Alrededor de este
punto, la frecuencia en el rotor oscila entre 1-3Hz, es casi
corriente continua. La reactancia inductiva en el rotor es
casi cero, y la corriente en el rotor se distribuye
esencialmente por las barras, y no por las laminaciones
quetienen alta resistencia. El par y la corriente se hacen
directamente proporcionales, es decir: 100% de la
corriente del motor produce 100% del torque.
5. Sobrecarga: En caso que el motor se sobrecargue
mecánicamente, la velocidad disminuye, lo que produce
mayor inducción en las barras del rotor, lo que aumenta la
corriente en las barras, y se entrega más torque en el eje.
En el estator se reflejaesta corriente. Si se sigue cargando
más y más el motor, seguirá disminuyendo la velocidad, y
la corriente aumentará, llegando a niveles peligrosos. Por
este motivo, los motores de inducción deben proveerse de
Protecciones de Sobrecarga.

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Figura 1 Curva Par - Velocidad típica

Diseño en motores NEMA
Para el mercado de América del Norte la Asociación Nacional
de FabricantesEléctricos (NEMA por sus siglas en inglés)
establece el Diseño del motor según su curva característica ParVelocidad, en el estándar MG-1. Se definen 4 diseños,e stos
son: A, B, C y D, la Figura 2 presenta la comparación entre
estos. Los 3 más usados se explican a continución.

Enero 2014
solicita al motor es idéntico al del Diseño NEMA “B”. El
deslizamiento de estos motores a plena carga debe ser...