Conexionado de Motores Trifásicos

Para poder conectar un motor trifásico lo primero que se debe conocer es el sistema de distribución trifásico que tenemos disponible en nuestra instalación y sus valores de tensión disponibles. En esta nota hablaremos del conexionado de motores trifásicos con dos sistemas de distribución de energía: con conductor de neutro en tensiones de 220/380 V y sin conductor de neutro con tension única 220V.

La diferencia entre los dos sistemas radica en la forma de conectar los bobinados del lado secundario de los transformadores de distribución empleados por las empresas de energía eléctrica (Estrella y triángulo respectivamente).

Debido a que la mayor parte de los motores de pequeña y media potencia tienen sus chapas de datos con indicaciones referidas a ambos sistemas de distribución; es de suma importancia conocer la forma correcta de conectar los motores de acuerdo a los datos del fabricante, la tensión disponible y el tipo de arranque a utilizar ya que un error en lo referente a la tensión de alimentación ocasionará la destrucción de la máquina.

¿Cómo interpretar la chapa de datos de un motor trifásico?

El ejemplo de chapa de datos dada corresponde a un motor trifásico de 2 CV.

Todos los valores indicados en la chapa de datos son tensiones y corrientes de línea (Es decir medidos entre fase y fase).

A continuación se ejemplificarán las posibles conexiones a realizar para cada tipo de motor y sistema de alimentación.

Recordando que el bobinado del estator de un motor trifásico consta de tres devanados independientes se tendrá que la bornera de conexiones del mismo presenta 6 bornes. De este modo los arrollamientos de fase se encontrarán entre U1 y U2, V1 y V2, W1 y W2 respectivamente.

Para la designación antigua de los bornes de los motores trifásicos los arrollamientos de fase se encontrarán entre U y X, V e Y, W y Z respectivamente. De todos modos mediante una lámpara serie u óhmetro resulta muy sencillo localizar los bornes correspondientes a cada fase.

Las conexiones a realizar en esta bornera son estrella o triángulo:

Análisis  de  las  conexiones  a  realizar en un motor del tipo 220 / 380 V  (Bobinas preparadas para máximo 220 V):

Ejemplo chapa de datos:

Conexionado A:

Se conecta el motor en estrella uniendo entre si los bornes W2 , U2, V2 y alimentando por U1, V1, W1. En estas condiciones si la red de alimentación es  de 3 x 380 V quedarán aplicados entre los bornes U1, V1, W1 los 380 V; de tal modo que caerán sobre cada bobina 220V, es decir la tensión de  fase que es 1,73 veces menor que la de línea ( 220V = 380 V/1,73).

La corriente en estas condiciones será la indicada para 380V entre fases (columna de datos ESTRELLA); en este caso 3,3A. Como mediante la conexión estrella en 3 x 380V el motor recibe 220 V por bobina la misma se utiliza para marcha normal (El motor toma de la red la corriente nominal y entrega en el eje  potencia y cupla nominales)

Conexionado B:

Se conecta el motor en triángulo uniendo de a pares los bornes U1-W2 , V1-U2 , W1-V2; alimentando al mismo por los puentes hechos en la bornera (Puntas del triángulo). En estas condiciones si la red de alimentación es de 3 x 220 V quedarán aplicados a las puntas del triángulo 220 V y caerán sobre cada bobina del motor 220 V. Por lo tanto en conexión triángulo cae sobre cada bobina del motor la tensión de línea de la red.

La corriente que toma el motor de la línea en este caso es la indicada para 220 V entre fases ( columna de datos  TRIÁNGULO); en este caso 5,7A. La corriente de fase (corriente que circula por cada lado del triángulo) será de 3,3 A (5,7 A/1,73). Como mediante la conexión triángulo en 3 x 220 V el motor recibe 220 V por bobina la misma también se utiliza para marcha normal.

Nótese que la corriente de línea que toma un mismo motor cuando se lo conecta en triángulo es 1,73 veces mayor que la corriente de línea para conexión estrella lo cual requiere conductores de mayor sección y contactores y protecciones de mayor corriente nominal; pero como ambas conexiones se deben realizar en redes de alimentación distintas si se pretende lograr una marcha normal no se está en condiciones de elegir, sino que todo depende de la tensión de línea disponible.

Conexionado C:

Si se conecta el motor en estrella a una red 3 x 220V caerán sobre cada bobina de fase 127 V (220/1,73). El motor desarrolla su potencia y cupla nominal cuando el arrollamiento de cada fase recibe 220 V; por lo tanto en esta conexión se tendrá una cupla reducida a 1/3 de la nominal.

La corriente que el motor toma de la línea se obtiene de los datos de chapa para conexión estrella, es decir, si el motor toma 3,3 A cuando se lo conecta en estrella a una red de 3 x 380V cuando se lo conecte en estrella a una red de 3 x 220V tomará 1,9 A (3,3A/1,73).

Esta conexión se utiliza para el arranque del motor cuando se quiere reducir la sobreintensidad de arranque. Se debe tener en cuenta  que la reducción de la cupla motora prolonga el tiempo de arranque e incluso si la máquina acoplada tiene alta cupla resistente a baja velocidad es posible que este sistema de arranque no pueda ser utilizado.

Como conclusión se puede conectar un motor de este tipo en estrella en una red de 3 x 220V para arrancarlo con corriente reducida y luego pasarlo a conexión triángulo para la marcha normal. Con un arranque de este tipo se reduce la corriente a 1/3 del valor que se tendría en arranque directo (Ver arranque en triángulo).

Conexionado D:

Si se intenta conectar el motor en triángulo a una red de 3 x 380V caerán 380V sobre cada arrollamiento de fase, siendo la máxima tensión admisible 220V. La corriente que el motor tomará de la línea en este caso es varias veces mayor a la nominal ya que la característica tensión / corriente de una bobina con núcleo de hierro no es lineal debido al efecto de saturación magnética.

No se puede conectar en triángulo a una red de 3 x 380V un motor del tipo 220/ 380V.

De las conexiones analizadas surge que no se puede realizar un arranque estrella – triángulo de un motor tipo 220 / 380 V en la red de 380 V que es la más difundida. Esto plantea un inconveniente cuando las potencias se acercan a los 10 ó 12,5 CV ya que si se necesitara reducir la corriente de arranque habría que recurrir a otros métodos más costosos.

Para resolver este problema se construyen motores con bobinas preparadas para recibir 380V a partir de las potencias antes mencionadas; estos motores tienen 1,73 veces mayor cantidad de espiras a igualdad de potencia respecto de los motores con bobinas preparadas para 220V.

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