Para generar aire comprimido, el motor eléctrico del compresor de aire utiliza energía para producir energía. El tipo más común es un motor de inducción trifásico de jaula de ardilla, utilizado en todo tipo de industrias. Es silencioso y fiable y, por lo tanto, forma parte de la mayoría de los sistemas, incluidos los compresores.
Un motor eléctrico del compresor de aire consta de dos partes principales: el estátor fijo y el rotor giratorio. El estátor, conectado a la red eléctrica trifásica, produce un campo magnético giratorio. El rotor convierte esta energía en movimiento, es decir, en energía mecánica.
La corriente en los devanados del estátor crea un campo giratorio de fuerza magnética que induce corrientes en el rotor. Esto da como resultado un campo magnético allí también. La interacción entre los campos magnéticos del estátor y del rotor crea un par de giro, haciendo girar el eje del rotor.
Si el eje del motor de inducción rotara a la misma velocidad que el campo magnético, la corriente inducida en el rotor sería cero. Sin embargo, debido a diversas pérdidas, por ejemplo, en los rodamientos, esto es imposible. Por lo tanto, la velocidad es siempre de aprox. 1-5 % por debajo de la velocidad síncrona del campo magnético (denominada «deslizamiento»). (Los motores de imanes permanentes no producen ningún deslizamiento).
En un motor, la conversión de energía no tiene lugar sin pérdidas. Esas pérdidas son el resultado, entre otras cosas, de las pérdidas resistivas, las pérdidas de ventilación, las pérdidas de magnetización y las pérdidas por fricción.
El material de aislamiento de los devanados del motor se divide en clases de aislamiento de acuerdo con IEC 60085, la norma publicada por la Comisión Electrotécnica Internacional. Una letra que corresponde a la temperatura, que es el límite superior de la zona de aplicación de aislamiento, designa cada clase. Si se excede el límite superior en 10 °C durante un período de tiempo, la vida de servicio del aislamiento se acorta aproximadamente a la mitad.
Clase de aislamiento |
B |
F |
H |
Temp. máx. de los devanados °C |
130 |
155 |
180 |
Temperatura ambiente °C |
40 |
40 |
40 |
Aumento de la temperatura °C |
80 |
105 |
125 |
Margen térmico °C |
10 |
10 |
15 |
Las clases de protección, según IEC 60034-5, especifican el grado en el que el motor está protegido de influencias externas. Se expresan con las letras IP y dos dígitos. El primer dígito indica la protección contra el contacto y la penetración de un objeto sólido. El segundo dígito indica la protección contra el agua. Consulte a continuación lo que representa cada clase.
IP 23: (2) protección contra objetos superiores a 12 mm, (3) protección contra salpicaduras directas de agua hasta 60° desde la vertical.
IP 54: (5) protección contra el polvo, (4) protección contra el agua pulverizada desde todas las direcciones.
IP 55: (5) protección contra el polvo, (5) protección contra chorros de agua a baja presión desde todas las direcciones.
Los métodos de refrigeración según IEC 60034-6 especifican la forma en que se enfría el motor. Se designan con las letras IC seguidas de una serie de dígitos que representan el tipo de refrigeración (sin ventilación, autoventilado, refrigeración forzada) y el modo de enfriamiento (refrigeración interna, refrigeración de superficie, refrigeración de circuito cerrado, refrigeración líquida, etc.).
El método de instalación, representado por las letras IM y cuatro dígitos, indica cómo se instala el motor de acuerdo con la norma IEC 60034-7. A continuación se muestran dos ejemplos de lo que esto significa.
IM 1001: dos rodamientos, un eje con un extremo libre y estátor con patas.
IM 3001: dos rodamientos, un eje con un extremo libre, estátor sin patas y una brida grande con orificios de fijación planos.
Un motor eléctrico trifásico se puede conectar de dos maneras: estrella (Y) o triángulo (Δ). Las fases de bobinado de un motor trifásico están marcadas como U, V y W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Las normas de los Estados Unidos hacen referencia a T1, T2, T3, T4, T5, T6. Con la conexión en estrella (Y), los «extremos» de las fases de los devanados del motor se unen, formando un punto cero. Visualmente, tiene el aspecto de una estrella (Y).
Una tensión de fase (tensión de fase = tensión principal/√3; por ejemplo 400 V = 690/√3) atraviesa los devanados. La corriente Ih de entrada hacia el punto cero se convierte en una corriente de fase y en consecuencia fluirá una corriente de fase If = Ih a través de los devanados. Con la conexión en triángulo (Δ) el comienzo y los extremos están unidos entre las diferentes fases, que luego forman un triángulo (Δ). Como resultado, habrá un tensión principal a través de los devanados.
La corriente Ih en el motor es la corriente principal y se dividirá entre los devanados para dar una corriente de fase a través de ellos, Ih/√3 = If. El mismo motor se puede conectar con una conexión en estrella de 690 V o en triángulo de 400 V. En ambos casos el voltaje a través de los devanados será de 400 V.
La corriente al motor será menor en una conexión en estrella de 690 V que en una en triángulo de 400 V. La relación entre los niveles actuales es √3. Con esto, en la placa del motor puede indicar 690/400 V (como ejemplo). Esto significa que la conexión en estrella se destina para el voltaje más alto y la conexión en triángulo para el más bajo. La corriente, que también se puede indicar en la placa, muestra el valor más bajo para el motor conectado en estrella y el más alto para el motor conectado en triángulo.
El par de giro de un motor eléctrico es una expresión de la capacidad de giro del rotor. Cada motor tiene un par máximo. Una carga por encima de este par significa que el motor no tiene la capacidad de girar. Con una carga normal, el motor funciona considerablemente por debajo de su par máximo, pero la secuencia de arranque supondrá una carga adicional. Las características del motor se presentan generalmente en una curva de par.
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