Conceptos básicos para seleccionar el Tamaño correcto de motores eléctricos e inversores de frecuencia.

Los fabricantes de motores eléctricos y variadores de frecuencia han desarrollado varios métodos para seleccionar rápidamente el tamaño de un motor y un convertidor de frecuencia para una carga en particular.

El mismo procedimiento básico es utilizado por la mayoría de los ingenieros en sus distintas aplicaciones.

En la actualidad, las selecciones de aplicaciones generalmente se realizan sobre la base de un software basado en PC. Sin embargo, es importante que los ingenieros comprendan claramente el procedimiento de selección.

Selección 1

Se debe determinar el número de polos (velocidad básica) para que el motor funcione tanto como sea posible a su velocidad nominal menos el deslizamiento, a la velocidad base de 50 o 60 Hz.

El número de pares de polos es directamente proporcional a la frecuencia de la corriente de alimentación e inversamente proporcional a la velocidad de sincronización.

 DESLIZAMIENTO

El par motor solo existe cuando una corriente inducida circula por el rotor. Para ello es necesario que exista un movimiento relativo entre los conductores activos y el campo giratorio. Por lo que el rotor gira a una velocidad menor a la de sincronización, lo que explica porque un motor eléctrico se llame “motor asíncrono”. La diferencia entre la velocidad de sincronización y la del rotor se denomina “deslizamiento”.

Aunque muchos fabricantes afirman que sus inversores de frecuencia pueden producir frecuencias de salida de hasta 400 Hz, estas frecuencias no son de uso práctico a excepción de aplicaciones muy especiales (e inusuales). La construcción de motores de jaula de ardilla estándar y la reducción de la capacidad de par máximo en la zona de debilitamiento de campo, restringen su uso en frecuencias extremas inferiores de 20 Hz y superiores a 100 Hz.

Selección 2

Un motor sobredimensionado no es aconsejable, ya que significa un bajo factor de potencia de entrada, pero en cuestión inversión, también se debe seleccionar un inversor de frecuencia de mayor tamaño. Los convertidores de frecuencia, particularmente el tipo PWM, están diseñados para el valor de corriente máxima, que es la suma de las corrientes fundamentales y armónicas en el motor.

Para determinar los HP requerimos conocer el concepto de Par: ejemplo Si atamos una cuerda alrededor de la tapa y aplicamos una fuerza en el extremo de la cuerda a través de una balanza, como muestra la Figura 1, podríamos medir exactamente el par necesario para aflojar la tapa. El par requerido sería la fuerza indicada en la escala, multiplicada por el radio de la tapa.

Es decir, si la fuerza indicada en la balanza en el momento del “arranque” es de 25 lbs. y el radio de la tapa es de 1.5 pulgadas, el par requerido sería:

T = 25 lbs. x 1.5 pulg. = 37.5 libra-pulgadas

Si bien este ejemplo ilustra razonablemente bien el concepto de “par”, no constituye un ejemplo común de lo requerido por los equipos industriales.

En términos generales, el par inicial de arranque requerido por un motor será substancialmente mayor que el necesario para mantenerlo funcionando ya que se requiere esa diferencia de par para poder contrarrestar el estado de “reposo” de la carga, una vez que haya arrancado, la cantidad de “fricción” en una máquina depende de las características de dicha máquina y del tipo de cojinetes usados en las partes móviles.

Entendiendo el punto anterior y sabiendo que el motor nos ofrece una cantidad de par con la que trabajaremos podemos advertir la siguiente relación:

Selección 3

Una vez que se ha seleccionado el tamaño de motor, seleccionar el tamaño de VDF correcto del catálogo del fabricante. Por lo general, se clasifican en términos de corriente (no de HP) y en función de un voltaje específico. Esto debe usarse solo como una guía, ya que los convertidores siempre deben seleccionarse en función de la máxima corriente de uso continuo del motor.

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