Los motores asíncronos trifásicos son ampliamente utilizados en la industria para diversas aplicaciones, como mover partes de máquinas herramienta, guinches y puentes grúa. En estas aplicaciones, es fundamental poder controlar el sentido de giro del motor para determinar la dirección del mecanismo que controla.
A diferencia de otros tipos de motores con circuitos de control complicados, controlar el sentido de giro de los motores asíncronos trifásicos es relativamente sencillo. En este artículo, exploraremos diversos procedimientos y circuitos para lograr esta maniobra.
Cuando un motor trifásico se conecta con sus bornes U, V y W a las fases L1, L2 y L3 (o R, S y T) respectivamente, el motor gira en sentido horario. Si se intercambian dos fases cualesquiera, por ejemplo, conectando el motor a las fases en el orden L1, L3 y L2 (o R, T, S), el sentido de giro será opuesto, es decir, contrario al de las agujas del reloj. Este control se puede realizar de varias formas.
Métodos para la Inversión de Giro
1. Directamente en la Caja de Bornes
Si el motor siempre gira en una dirección determinada, la conexión apropiada se puede realizar directamente en la caja de bornes. Para invertir el giro del motor, se deben intercambiar dos de las fases conectadas en la caja de conexiones.
2. Inversión con Interruptores
En los casos más simples, donde la inversión de giro se hace manualmente, se utilizan dos interruptores que pueden reemplazarse por uno denominado interruptor inversor de giro. Este tipo de interruptor generalmente tiene tres posiciones marcadas 1-0-2 o I-0-II, indicando que el cambio de giro se realiza pasando por una posición intermedia de parada.
Inversión del sentido de giro de un motor trifásico. Mando automático con Temporizadores.
3. Inversión con Contactores
Otra forma de realizar esta maniobra es reemplazando los interruptores por dos contactores y controlando sus bobinas para que el motor gire en un sentido o en el otro. Las bobinas pueden estar conectadas a las salidas de un PLC que realiza algún automatismo o a interruptores o pulsadores para un control manual.
El circuito de potencia puede verse en la derecha, donde los contactores K1 y K2 reemplazan a los interruptores alimentando al motor con tensión trifásica. El circuito de comando está a la izquierda, donde los pulsadores S1 y S2 controlan las bobinas de los contactores, y dos pilotos H1 y H2 ayudan a visualizar la maniobra realizada.
Mediante el Pulsador de Marcha S1 ponemos en marcha el Motor Girando a Izquierda, lucirá la lámpara verde H1. Para realizar la inversión de giro del motor deberemos pulsar primero el botón de paro S0 y posteriormente el pulsador S2 para que el Motor Gire a Derecha luciendo la lámpara H2.
Inversión del sentido de giro de un motor trifásico. Mando automático con Temporizadores.
Importancia de la Seguridad: Evitando Cortocircuitos
Un inconveniente grave de la inversión con contactores es que si por error se accionan S1 y S2 de forma simultánea, los dos contactores se cierran al mismo tiempo, lo que provoca un cortocircuito en la línea de alimentación trifásica. Es muy importante tomar las precauciones oportunas para que no se produzca un cortocircuito, evitando que entren los dos contactores al mismo tiempo. Para evitar esto, se emplean el enclavamiento mecánico o el enclavamiento eléctrico.
a. Enclavamiento Mecánico
El enclavamiento mecánico se logra empleando un accesorio que se adosa entre los dos contactores y que, actuando sobre los contactos principales de estos, evita que ambos se cierren al mismo tiempo.
Cuando se usan dos contactores relacionados de esta forma, se emplea una simbología específica para indicar el enclavamiento.
b. Enclavamiento Eléctrico
La otra solución al riesgo de cortocircuito es impedir el cierre simultáneo de los contactores actuando sobre el circuito eléctrico con dos contactos auxiliares. En este caso, los contactos auxiliares normalmente cerrados se conectan de forma tal que al cerrar un contactor se abre el contacto auxiliar asociado, impidiendo la excitación de la bobina del otro contactor. Esto se conoce como enclavamiento eléctrico.
Al excitarse la bobina KM1 cuando se pulsa el pulsador MH se producirá la apertura del contacto normalmente cerrado KM1 que está en serie con la bobina del contactor KM2, lo que asegura el enclavamiento eléctrico entre ambos contactores. La parada se consigue apretando el pulsador de paro P.
Se podría también hacer un segundo enclavamiento eléctrico utilizando pulsadores de doble efecto que a la vez que abren un circuito cierran el otro. Los pulsadores de doble cámara poseen dos contactos auxiliares asociados, uno normalmente cerrado (NC) y otro normalmente abierto (NO).
Inversión del sentido de giro de un motor trifásico. Mando automático con Temporizadores.
Lo podemos ver simulando circuito eléctrico con el programa CADe SIMU. Se puede ver cómo el motor gira la derecha. Si pulsamos el pulsador MA al excitarse la bobina KM2 se producirá la apertura del contacto normalmente cerrado KM2 que está en serie con la bobina del contactor KM1, lo que asegura el enclavamiento eléctrico entre ambos contactores. La parada se consigue apretando el pulsador de paro P. Lo podemos ver simulando circuito eléctrico con el programa CADe SIMU. Se puede ver cómo el motor gira la izquierda.
También es importante considerar que, cuando se activa el relé térmico debido a una falla, los contactos F se abren; el contacto NC con 95,96 se abre y detiene el circuito, garantizando la protección del motor.
Tipos de Lógica de Control
1. Lógica Cableada
Mediante la utilización de control electromecánico (lógica cableada) se puede realizar la inversión de giro de forma controlada por medio de contactores, temporizadores, elementos de mando y señalización.
2. Lógica Programada (PLC)
Mediante la utilización de software (lógica programada) se puede realizar la inversión de giro de forma controlada por medio de un autómata programable, relé programable o PLC. Sin embargo, para este tipo de maniobra (inversión de giro) no incorpora muchas ventajas debido al coste del mismo.
Frenado del Motor
En caso de necesitar frenar el motor después de ser desconectado, podemos inyectar corriente continua rectificada al estator del motor durante el tiempo necesario. De esta forma, se genera un campo magnético que frena el motor. El valor de la corriente a inyectar, a nivel orientativo, será de 1.3 veces la nominal de funcionamiento.