¿Cuál de estas máquinas es más grande?
Se fabrican dos motores de inducción de 480V, 100hp. Uno de ellos diseñado para operar a 50Hz y el otro a 60Hz; en lo demás similares.
3 respuestas
En las máquinas electricas, como un motor o un transformador, la frecuencia afecta al diseño del núcleo, ya que cambiarán la inducción.
Una máquina para una frecuencia mayor es más eficiente y necesita menor sección de núcleo que una máquina para una frecuencia menor.
Lo que pasa es que la variación entre 50 y 60Hz es poco, de hecho muchos fabricantes ofrecen maquinas que pueden funcionar tanto a 50 como 60Hz, en caso de un motor, a mayor frecuencia, mayor velocidad de giro.
Pero otro caso son los transformadores de los aviones. La corriente funciona a 400Hz y con esto se consigue transformadores mucho más ligeros que los de 50Hz. De hecho a bajas frecuencias los núcleos son de chapas de hierro mientras que con altas frecuencias los núcleos son de ferrita.
La frecuencia afecta sobre el tamaño del núcleo ferromagnético del motor: Más frecuencia, núcleo más pequeño. Así que, si se hace un diseño "lo más exacto posible", el que trabaje a 60 Hz necesitara un núcleo de hierro más pequeño que el de 50 Hz equivalente.
De todos modos: Nadie diseña un motor con una densidad de campo magnético tan ajustada: Normalmente el hierro del núcleo comienza a saturar al pasar de unos 10 a 11 mil gauss/cm2, pero un diseñador "se reserva" para que no se le sature, y difícilmente diseña para más de 9 mil gauss/cm2... con lo que en diseño practico, te salen útiles para ambas frecuencias.
Muy distinto seria el caso si dijes "50 Hz o 100 Hz", que ahí si, el de 100 Hz tendría un tamaño muchísimo más reducido... pero sus RPM serian de 6.000 para dos polos y 3.000 para 4 polos, que los volvería impracticos para usos industriales
Los motores no se diseñan para 50Hz o 60Hz simplemente a 60Hz girara más rápido que a 50Hz. Lo que si que se puede diseñar un motor es que para una frecuencia determinada gire a unas revoluciones establecidas, pero creo que no es lo que estamos tratando. Pero cualquier motor si lo puedes conectar a 50, funcionara más rápido a 60 y si lo puedes conectar a 60, funcionara más lento a 50.
Por tanto el tamaño sera el mismo, dado que el mismo motor sirve para una frecuencia y para la otra.