Máquina asíncrona. Relación Voltios/frecuencia:

Relación Voltios/frecuencia Fuente: imseingenieria

Regulación de la velocidad n por variación de la frecuencia f 

manteniendo constante el flujo por polo ϕM

Un aumento de la frecuencia conlleva una disminución del flujo del entrehierro, y una disminución de la corriente de magnetización (no en forma proporcional por la saturación). Si el par de fuerza en el eje es constante, la corriente rotórica aumentará en proporción con la frecuencia, junto con el deslizamiento. 

El par de fuerza máxima y el par de fuerza de arranque decrecerán casi con el cuadrado de la frecuencia. El rendimiento y el factor de potencia tendrán una ligera variación  (dependiendo de las constantes de la máquina), y es necesario recalcar que  para llevarlos a valores óptimos es preciso variar de la misma forma la tensión de alimentación (si se necesita el par de fuerza constante) o en forma cuadrática (si se necesita potencia constante), cosa que quizás sea difícil realizar.

Todo motor tiene una relación Voltios por Hertz, que se calcula a partir de la placa de características.

Por ejemplo:

Un motor 420V - 50Hz, tiene una relación: 420V ÷ 50Hz = 8,4 V/Hz.

La teoría indica que cuando un motor se alimenta en otro sistema eléctrico, distinto al especificado en la placa (con otros niveles de tensión y frecuencias), siempre que la Relación Voltios por Hertz se mantenga constante, el motor entrega el mismo par operativo en el eje a la carga.

Siguiendo con el mismo ejemplo, para que el motor funcione correctamente a 60 Hz habrá que darle un voltaje de alimentación 20%  más alto (proporcional a la elevación de frecuencia de 50 a 60 Hz). La tensión, en tal caso, será de 504 V (504 V ÷ 60 Hz = 8,4 V/Hz).

Por consiguiente:

Un motor fabricado a 50 Hz se puede conectar a 60 Hz:

● Si se aumenta la tensión* de la red proporcionalmente con la frecuencia:

1.     Su velocidad va  a aumentar el 20 % (proporcional al aumento de frecuencia de 50 Hz a 60 Hz).

2.      Su carga va a aumentar al ir más rápido y el porcentaje de aumento dependerá del tipo de carga.

3.  Los valores relativos para el par de arranque y el par máximo quedan prácticamente sin variación

4.     La intensidad de arranque aumenta ligeramente

5.     La potencia asignada aumenta un 15%

● Si no se aumenta la tensión** de la red (se mantiene la tensión asignada original del motor a 50 Hz.):

1.       No aumenta la potencia asignada

2.       La velocidad aumentará un 20%

3.       El par de arranque y par máximo se reducirán al 82%

4.       La intensidad de arranque se reducirá al 90%

* Es necesario prestar atención, sin embargo, que al aumentar la tensión del motor más allá de su tensión nominal no se sobrepase el nivel de aislamiento eléctrico con el que está diseñado, lo que produciría la reducción de la vida útil del motor.

En cualquier caso, deberá consultarse al fabricante sobre la posibilidad de llevarlo a cabo. Siempre y cuando no se exceda la calificación del aumento de temperatura de la máquina, no se reducirá la vida útil del motor.

**Si no puede corregirse  el voltaje, entonces el motor operara como si tuviera un voltaje de solo el 80 %.