PRINCIPIOS BASICOS DE LOS MOTORES DE DOS VELOCIDADES
Автор: Edward Cowern, P.E.
Источник: PRINCIPIOS BASICOS DE LOS MOTORES
DE DOS VELOCIDADES
Автор: Edward Cowern, P.E.
Источник: PRINCIPIOS BASICOS DE LOS MOTORES
DE DOS VELOCIDADES
Pareciera haber un gran misterio sobre los motores de dos velocidades, pero en realidad son equipos muy simples. Segun el numero de devanados, se los puede dividir primero en dos tipos:
El motor de dos devanados esta construido de tal manera que en realidad se trata de dos motores bobinados en un mismo estator. Uno de los devanados, al estar energizado, produce una de las velocidades. Cuando se energiza el otro devanado, el motor funciona a la velocidad determinada por este segundo devanado. El motor de dos velocidades y dos devanados puede usarse para obtener virtualmente cualquier combinacion de velocidades normales de motor, y no es preciso que las dos diferentes velocidades esten relacionadas entre si por un factor proporcional de 2:1. Asi, un motor de dos velocidades que requiera 1750 RPM y 1140 RPM debera necesariamente ser un motor de dos devanados.
El segundo tipo de motor es el de dos velocidades y devanado sencillo. En este tipo de motor debera existir
una relacion de 2:1 entre la baja y la alta velocidad. Los motores de dos velocidades y devanado sencillo
tienen el diseno llamado de polos consecuentes
. Estos motores estan bobinados para una sola velocidad
pero al reconectarse el devanado, se duplica el numero de polos magneticos en el estator y la velocidad del
motor se reduce a la mitad de la velocidad original. El motor de dos velocidades y devanado sencillo es, por
naturaleza, mas economico para fabricar que el motor de dos velocidades y dos devanados. Esto es asi
porque se utiliza el mismo devanado para ambas velocidades, y las ranuras donde los conductores estan
colocados en el motor no tienen que ser tan grandes como lo serian para poder acomodar dos diferentes
devanados que trabajan independientemente. Por lo tanto, el tamano de la carcasa de un motor de dos
velocidades y devanado sencillo puede usualmente ser menor que el necesario para un motor equivalente de
dos devanados.
Un segundo elemento que genera bastante confusion al seleccionar motores de dos velocidades, es la clasificacion de la carga con la que se utilizaran dichos motores. Es necesario en este caso definir el tipo de carga a impulsar, y el motor que se seleccione debera ser compatible con lo requerido por dicha carga.
Los tres tipos de carga disponibles son: Par Constante, Par Variable, y Potencia (hp) Constante.
Para mayores detalles sobre los tipos de carga, ver el articulo Para Entender el Concepto de Par
en esta publicacion.
Las cargas de par constante son aquellas donde el par requerido es independiente de la velocidad. Este tipo de carga se encuentra normalmente en transportadoras, bombas de desplazamiento positivo, extrusores, bombas hidraulicas, maquinas empaquetadoras, y otras de naturaleza similar.
Un segundo tipo de carga para el motor que es muy diferente a las de Par Constante esta constituida por los
sopladores y bombas centrifugas. En este caso, el par requerido por la carga cambia desde un valor bajo a
baja velocidad hasta un valor muy alto a alta velocidad. En una carga de par variable tipica, aumentando la
velocidad al doble se incrementara en 4 veces el par requerido y en 8 veces la potencia (hp) requerida. Asi
que en este tipo de carga debe suministrarse fuerza bruta
a altas velocidades, requiriendose niveles muy
reducidos de potencia y de par a bajas velocidades. Un motor tipico de dos velocidades y par variable puede
tener capacidad nominal de 1 HP a 1725 RPM y 0.25 HP a 850 RPM.
Las caracteristicas de muchas bombas, ventiladores y sopladores son tales que una reduccion de la velocidad a la mitad produce un rendimiento o salida a baja velocidad que podria ser inaceptable. Por ello, hay motores de dos velocidades y par variable que ofrecen una combinacion de velocidades de 1725/1140 RPM. Esta combinacion resulta en una salida de aproximadamente la mitad en la bomba o el ventilador cuando se utiliza la baja velocidad.
El tercer y ultimo tipo de motor de dos velocidades es el de potencia (hp) constante. Este motor esta disenado para que la potencia permanezca constante cuando la velocidad se reduce a su valor bajo. Para lograrlo, es necesario que el par del motor aumente al doble cuando esta operando en el modo de baja velocidad. Este tipo de motores se aplica normalmente en procesos de metalisteria, por ejemplo: prensas taladradoras, tornos mecanicos, fresadoras, y otras maquinas similares de remocion de metales.
El requisito de potencia constante puede quizas visualizarse mejor al considerar la operacion de una maquina simple como una prensa taladradora. En este caso, para perforar un agujero grande con un taladro grande, la velocidad debe ser baja pero el par requerido es muy alto. Por el contrario, al perforar un agujero pequeno la velocidad del taladro debe ser alta pero el par requerido es bajo. Es decir que se requiere que el par sea alto cuando la velocidad es baja y que el par sea bajo cuando la velocidad es alta. Esta es la situacion de potencia constante.
El motor de potencia constante es el tipo de motor mas caro entre los de dos velocidades. Los motores trifasicos de dos velocidades tanto de par constante como de par variable estan ampliamente disponibles en el mercado. Los motores de dos velocidades de potencia constante usualmente pueden conseguirse solo bajo pedido especial.
Los motores monofasicos de dos velocidades y par constante son mas dificiles de producir porque existe el problema de suministrar un conmutador de arranque que funcione en el momento preciso en ambas velocidades. Por lo tanto, el motor monofasico normal de dos velocidades se ofrece como motor de par variable en una configuracion de condensador dividido permanente. El motor de condensador dividido permanente tiene un par de arranque muy bajo pero es adecuado para utilizarse en ventiladores y bombas centrifugas pequenas.
El uso futuro de motores de dos velocidades va a desarrollarse muy rapido a medida que los usuarios de motores industriales reconozcan la conveniencia de utilizar este tipo de motores en ventiladores de extraccion de aire y bombas de circulacion para optimizar los flujos de aire y de agua en base a las condiciones existentes en una planta o un proceso. Utilizando este sistema de dos velocidades se pueden lograr considerables ahorros de energia.