Este documento proporciona información sobre los motores eléctricos trifásicos. Explica que estos motores funcionan convirtiendo energía magnética en energía mecánica mediante un campo magnético rotatorio generado por los devanados del estator. También describe los componentes principales del motor trifásico como el estator y el rotor, así como conceptos clave como la velocidad de sincronismo, el par motor y resistente, y las intensidades de corriente. Finalmente, analiza la potencia y el rendimiento del motor trifásico.

1. AUTOMATISMOS
INDUSTRIALES
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2. 1-EL MOTOR ELÉCTRICO (I)
1. El motor trifásico. Fundamentos
2. Constitución del motor trifásico
3. Par motor y par resistente. Velocidad.
4. Intensidades de corriente de un motor trifásico
5. Potencia y rendimiento de un motor trifásico
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3. 1.1 El motor trifásico. Fundamentos
El motor trifásico se presenta como el de más rendimiento de los existentes en el
campo tecnológico.
Al no tener combustible que consumir el calor generado por el motor es inferior a los
motores de combustión, térmicos, etc.. por lo que su rendimiento es muy superior al
de los ya citados.
Actualmente y para motores de mas de 200kw los rendimientos están alrededor del
98%, cifra inalcanzable para otro tipo de máquina.
 Características ventajosas del motor trifásico.
 Robustez y práctica ausencia de mantenimiento.
 Buena relación potencia-peso (kW/kg).
 Posibilidad de regulación de velocidad con los actuales variadores.
 Bajo precio.
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4. Su funcionamiento se basa en convertir la energía magnética en energía mecánica.
La energía eléctrica (sistema trifásico de tensiones) a través de los devanados de la
parte fija del motor (ESTATOR) provoca un campo magnético que produce un campo
magnético que hace girar a la parte móvil del motor (ROTOR).
Los devanados de estator están separados eléctricamente 120º.
4 1.1 El motor trifásico. Fundamentos

5.  Velocidad de sincronismo: es la velocidad a la que el motor puede aproximarse
pero nunca alcanzar. Esto se debe a que a cada momento recibe impulsos del
campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. Después de ese momento
vendrá un nuevo empuje y un nuevo cese, y así sucesivamente. De esta manera se
comprende que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo
magnético giratorio. Es por lo cual recibe el nombre de asíncrono.
5 1.1 El motor trifásico. Fundamentos

6. 1.1 El motor trifásico. Fundamentos
n 𝑠 =
60 ∙ 𝑓
𝑝
𝑟. 𝑝. 𝑚.
n 𝑠= velocidad de sincronismo.
f= frecuencia en Hz de la tensión aplicada (en Europa 50HZ)
p= pares de polos. (1 par (2 polos)es el mínimo). Y corresponde a la máxima n 𝑠
El motor trifásico más usual es el de 4 polos (p=2) y le corresponde una n 𝑠=1500rpm y
50 Hz
 ¿Cuál es la máxima velocidad en Europa de un motor trifásico?¿y en EEUU?
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7. 1.2-Constitución del motor trifásico
Simplificando mucho podemos decir que un motor asíncrono trifásico consta de 2
partes:
 Estator: anillo cilíndrico de chapas metálicas prensadas y ajustadas a presión en la
carcasa del motor. Con ranuras en su parte externa para alojar a los conductores de
los devanados .
 Rotor: parte móvil del motor. Es un cilindro de chapas magnéticas prensadas con
ranuras en su periferia donde se alojaran los devanados rotóricos.
El circuito eléctrico tiene 3 devanados estatóricos (U,V,W), los cuales se conectan a la
red y ello genera el campo giratorio, que a su vez genera en los devanados rotóricos
unas corrientes que originarán el giro del motor.
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8. 1.2-Constitución del motor trifásico
Los devanados estatóricos se conectan a la red (trifásica) de modo que cada uno de
ellos reciba su tensión nominal, que en baja tensión suele ser de 230 o 400 voltios.
Un motor de 230V puede trabajar a esta tensión de 2 modos diferentes:
 Conexión triángulo: cuando la tensión de la red trifásica es de 230V.
 Conexión en estrella: Cuando la tensión de la red es de 400V.
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9. 1.2-Constitución del motor trifásico
Por este motivo vemos en las placas de características dos valores.
(230/400)(240/415)(400/690)
La de mayor valor siempre es 3 veces mayor que la otra, sin embargo la tensión
nominal siempre será la menor.
Con unas simples pletinas podemos realizar una u otra conexión.
 si la tensión en trifásica tienen como nominal 400V ¿Cómo conectaremos un motor
de 230/400V? y ¿uno de 400/690V?
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10. 1.2-Constitución del motor trifásico
Los devanados rotóricos sus extremos se acoplan a los anillos colectores y apoyando
una escobilla en cada uno de ellos obtenemos las tres bornas fijas y accesibles (K,L,M)
para que circule corriente por sus devanados tendrán que tener un punto en común,
bien directamente o a través de resistencias externas al motor.
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11. 1.2-Constitución del motor trifásico
Motor con rotor en cortocircuito:
Los devanados rotóricos se han sustituido por pletinas
de cobre alojadas en ranuras unidas por dos anillos
metálicos, las corrientes ahora recorren las barras y su
circuito se cierra por los anillos. Prescindimos de
colectores y escobillas.
Este diseño impide el paso de corrientes rotóricas
perdiéndose así el arranque progresivo y regulación
de velocidad, los cuales conseguiremos con
arrancadores y variadores.
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12. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
Para hacer ascender este peso, hay que vencer su par resistente (M)
𝑀 = 𝑃 ∙ 𝑟
Para lograrlo habrá que girar la polea a una velocidad n (rpm) con lo que tendremos que
ejercer una determinada Potencia.
𝑃 = 0,104 ∙ 𝑀 ∙ 𝑛 Si M (N∙n) y n (R.p.m.)  P (W)
La polea descrita es la más simple, y su `par (M) permanece constante a cualquier velocidad
de giro.
 calcular la potencia para subir un peso 50kg, a una velocidad de 1200rpm en una
polea de r=0,1m
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13. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
En máquinas donde el sea el eje el que ejerza la fuerza de giro, el calculo del Par no es
tan sencillo, y se obtendrá como la suma de todos los pares resistentes aplicados.
En máquinas rotativas el Par resistente aumenta con la velocidad mientras que en un
motor disminuye con esta.
 El motor arrancará si el par motor es superior al par resistente, a la velocidad de
inicio.
 Cuando el Par motor iguala al par resistente (1) alcanzamos la velocidad estable.
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14. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
En un motor trifásico la curva es siempre de este estilo.
 0par de vacío: el necesario para vencer las resistencias propias del motor, a la
velocidad correspondiente, su potencia es 0.
 1par máximo: el máximo par que puede llegar el motor.
 2par de enganche: en este punto si el Mmotor>Mresistente sigue acelerando, si
es menor se estabiliza a esa velocidad.
 3par de arranque: es el par entregado al conectar el motor a la red.
 N par nominal: es el par para el que se han diseñado el motor y sus
componentes.
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15. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
Si tenemos un motor trifásico, obtendremos diferentes pares al cargarla con diferentes
pesos, lo que originará que para cada peso se tenga un par y una velocidad
estabilizada en diferentes valores.
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16. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad16
𝒏 𝒔 = velocidad de sincronismo. Corresponde al
par motor nulo (M=0) y es la velocidad teórica
del campo rotatorio, la cual teóricamente no se
puede superar.
𝒏 𝟎=velocidad en vacío. Ligeramente inferior a al
de sincronismo
“En condiciones normales un motor trifásico
nunca puede alcanzar la velocidad de
sincronismo, excepto cuando esta descendiendo
un objeto que ejerce una fuerza mayor que la del
motor, lo que origina un efecto de frenado
evitando el embalamiento dentro de ciertos
limites.”

17. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
 Deslizamiento absoluto: se define como la diferencia entre la velocidad de
sincronismo y la velocidad de giro del motor.
𝑆 = 𝑛 𝑠 − 𝑛
 Deslizamiento relativo: desde pocas centésimas (motor en vacío n≈ 𝑛 𝑠) hasta la
unidad (motor encendido y rotor paradon=0). Puede darse en porcentaje al
multiplicarlo por 100.
𝑆 =
𝑛 𝑠 − 𝑛
𝑛 𝑠
 un motor trifásico de 6 polos gira a 965rpm.conectado a una red de 50Hz.
Calcula su deslizamiento relativo y absoluto.
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18. 1.3-Par motor y par resistente. Velocidad
Un motor puede trabajar a diferentes pares y velocidades, pero a velocidades
inferiores a la nominal, el motor trabaja en sobrecarga, por lo que a nosotros nos
interesará el tramo entre la nominal y el vacío.
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Según la formula:
𝑃 = 0,104 ∙ 𝑀 ∙ 𝑛
Para un valor cualquiera del
par (M) y elevando una línea
vertical obtendremos los
valores de la velocidad y de la
potencia útil.

19. 1.4- Intensidades de corriente de un motor trifásico
Las corrientes rotóricas se miden colocando un amperímetro en serie en cualquiera
de sus devanados.
 Esto se puede realizar en un motor de rotor bobinado, y ¿en uno de
cortocircuito?
Las corrientes estatóricas en cambio pueden medirse en ambos tipos de motor,
colocando el amperímetro en serie en uno de sus devanados
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La intensidad estatórica se obtiene
midiendo la de línea y es igual a esta si el
motor esta conectado en estrella y es 3
menor si esta en triangulo.

20. 1.4- Intensidades de corriente de un motor trifásico
Un motor trifásico tiene 2 intensidades de línea correspondientes a las dos formas de
conectarlo, y estas son visibles en su placa de características.
Estas son intensidades nominales que son cuando proporciona el par y la potencia
nominal
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Como vemos en la gráfica, la I del motor disminuye a
medida que el motor acelera. Cuando se igualan los Mmotor
y Mresistente, la Intensidad de ese punto será la nominal.
Así como su velocidad y su par

21. 1.4- Intensidades de corriente de un motor trifásico
Para obtener la corriente de vacío conectaríamos el motor sin carga alguna
directamente a la red. Este nos generaría un pequeño par (𝑀0), que supera las fuerzas
de las resistencia motor, a una velocidad (𝑛0) cercana a la de sincronismo. En ese
punto y elevando una línea en la gráfica obtendríamos la corriente de vacío (𝐼0).
Ampliando la curva de M-n obtendríamos el punto de trabajo en vacío
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La 𝐼0 resultante no es nada despreciable, pues es un 20-30 % de la nominal.

22. 1.5-Potencia y rendimiento de un motor trifásico.
 Potencia útil en vacío potencia nula
 Potencia útil en condiciones nominales potencia nominal
 Potencia útil en condiciones NO nominales 𝑃 = 0,104 ∙ 𝑀 ∙ 𝑛
La potencia que un motor absorbe de la red (𝑃𝑎𝑏𝑠) siempre es mayor que la que
ofrece, debido a la perdidas que experimenta el motor.
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 3 ∙ 𝑉 ∙ 𝐼 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑
De ahí surge el termino de rendimiento que es la relación entre la potencia absorbida
de la red y la potencia útil del motor (𝑃𝑢) .
𝑅𝑒𝑛𝑑 =
𝑃𝑢
𝑃𝑎𝑏𝑠
 𝑃𝑢en c.n. 𝑃𝑛 𝑅𝑒𝑛𝑑 𝑛
 𝑃𝑢en vacío 𝑃𝑢 = 0 𝑅𝑒𝑛𝑑 = 0
 Un motor trifásico que a 400V consume 25ª, con factor de potencia 0.81,
proporciona una Potencia útil de 13kW. Calcula su rendimiento
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23. 1.5-Potencia y rendimiento de un motor trifásico.
 Realizando una gráfica conjunta podemos ver la relación entre todas las
magnitudes para una máquina con:
𝑈 𝑛 = 400𝑉, 𝑃𝑛 = 5,55𝑘𝑊, 𝐼 𝑛 = 11𝐴, 𝑛 𝑛 = 1430𝑟𝑝𝑚 𝑦 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,87
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