Relación entre los pares de polos y la velocidad del

Relación entre los pares de polos y la velocidad del motor
eléctrico
En un viaje completo de ese vector rotatorio B, o de giro por toda la
periferia interna del estator, se hace un recorrido espacial que va
desde el cero del campo producido, por ejemplo, por la fase A,
pasando por su valor máximo (+B), luego otra vez a cero, su valor
mínimo (-B) y otra vez a cero, completando el período completo de la
señal alterna del campo magnético.
Si se arranca desde la ubicación de la fase A, el recorrido termina en
la fase A, es decir, en el mismo período un ciclo de la señal alterna
(velocidad eléctrica) se corresponde con un giro del rotor (velocidad
mecánica). Por esta razón, la velocidad de giro del campo rotatorio (RPM) depende de la velocidad de
giro (frecuencia) de las corrientes inyectadas en las bobinas. Si las fases están espaciadas 120 grados
entre sí, cada una alimentada con corrientes de 60Hz, girará entonces a 60 vueltas (revoluciones) por
segundo; cada ciclo una vuelta, 3.600 en un minuto (3.600 RPM).
Ahora coloquemos una bobina adicional A', opuesta diametralmente en el estator a la bobina original de
la fase A, y hacemos lo mismo con la fase B (una B') y la fase C (una C'). Con este arreglo, cada bobina
estaría espaciada 60 grados en lugar de los 120 grados originales. Si inyectamos la misma corriente de
fase a cada bobina y su opuesta (A y A' por ejemplo) y hacemos lo mismo en las tres fases por igual, el
vector del campo magnético rotatorio ahora no tendría que dar una vuelta completa para llegar de
nuevo a la fase A, ahora lo logra solo con avanzar la secuencia de las tres fases en la mitad del
recorrido del giro y llegar hasta la A' (A y A' tienen la misma fase), y lo hace en el mismo tiempo de un
ciclo eléctrico. Es decir, la velocidad de giro mecánico se ha reducido a la mitad de la velocidad de giro
eléctrico. En este arreglo se cuentan DOS pares de polos por cada fase: A y A'. Ver la figura:
Ahora pongamos tres bobinas para la fase A: una en cero grados, la segunda en 120 grados y la tercera
en 270 grados. Igual con las otras fases. Serán entonces TRES pares de polos para cada fase,
espaciados esta vez 30 grados en el estator. El recorrido se haría ahora en un tercio del original, en el
mismo tiempo, por lo que la velocidad mecánica se dividiría entre tres.
Es fácil seguir la progresión colocando más pares de polos, cada vez más cerca entre sí. Lo interesante
es el efecto en la reducción de la velocidad de la máquina, en función del número de pares de polos.
Con arreglos de este tipo la velocidad mecánica resultante se calcula dividiendo la original, la que
tendría con un solo par de polos (3.600 RPM en el caso de corrientes de 60HZ), entre el número total
de pares de polos que se incluyan por fase. Así tendremos que las velocidades para corrientes de 60Hz
pudieran ser 3.600, 1.800, 1.200, 900, etc. En las máquinas A-sincrónicas o de inducción, estas
velocidades nunca se alcanzan, por razones que ya discutimos, pero siempre se acercan a la sincrónica
correspondiente al número de pares de polos que tienen en su estator. Es decir, en lugar de 3.600, será
entonces unos 3.550 RPM (un valor aproximado, siempre por debajo), la de 1.800 podrá ser de 1.780, y
así sucesivamente.
La relación matemática es entonces:
Wm = We / (#pares de polos)
Nota: esta relación también es válida para calcular la velocidad de la máquina sincrónica, ya que el
análisis es similar y se basa sólo en la distribución y alimentación de los arrollados del estator, que tiene
una estructura similar a la de inducción, tal y como se verá más adelante.