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El número de polos de un motor es una de sus características más importantes. Determina la velocidad y el par del motor. Este artículo se lo pondrá fácil. Veremos qué es un polo del motor, qué significa el número de polos del motor y cómo elegir el motor adecuado para sus necesidades. Merece la pena leerlo porque entender el número de polos le ayudará a elegir un motor mejor y más eficiente para cualquier proyecto.
Empecemos por lo básico. Pensemos en una simple barra magnética. Tiene un polo norte y un polo sur. El polo de un motor es muy parecido. Es un polo magnético creado dentro de un motor eléctrico. Estos polos son los que hacen girar el motor. Cada motor tiene un número par de polos, porque por cada polo norte debe haber un polo sur correspondiente. Nunca encontrará un motor con 3 ó 5 polos. Los números de polos más comunes son 2 polos, 4 polos, 6 polos u 8 polos.
Estos polos magnéticos no se crean a partir de imanes permanentes en la mayoría de los diseños de motores de CA. En su lugar, se crean mediante electricidad. Dentro de la parte fija del motor, llamada estator, hay ranuras con alambre de cobre. Es el bobinado del estator. Cuando se aplica una tensión a este bobinado, se crea un potente campo magnético. La forma en que se enrolla la bobina determina el número de polos. Un bobinado sencillo crea dos polos (uno positivo y uno negativo en cualquier instante), mientras que un bobinado más complejo puede crear cuatro, seis o más polos. El número de polos es una característica fija del motor.
¿Cómo hacen girar estos polos un motor? La magia se debe a un campo magnético cambiante. El devanado del estator está diseñado de forma que, cuando se aplica tensión alterna, se crea un campo magnético que gira alrededor del interior del motor. La velocidad de este campo giratorio está directamente relacionada con el número de polos y la frecuencia de la corriente eléctrica (que en EE.UU. es de 60 Hz). Este campo giratorio es lo que llamamos velocidad síncrona.
La parte móvil del motor, el rotor, tiene su propio conjunto de polos magnéticos (o está hecho de un material que se magnetiza con el campo del estator). Los polos del rotor son atraídos por los polos giratorios del estator. Cuando el campo magnético del estator cambia y gira, arrastra al rotor con él, haciendo girar el eje del motor. La velocidad del motor depende de la velocidad a la que cambia el campo magnético. Un motor con menos polos tiene un campo magnético que tiene que girar más rápido para completar un ciclo, lo que se traduce en una mayor velocidad del motor.
La importancia de los números de los polos del motor es fundamental. Este único parámetro indica lo más importante sobre el comportamiento de un motor. El número de polos no es sólo un detalle técnico; es la clave para comprender la función principal del motor. Al elegir un motor, el número de polos es una de las primeras cosas en las que debe fijarse. Influye directamente en la velocidad, el par y la eficiencia general del motor.
Elegir el número de polos equivocado puede acarrear problemas. Si elige un motor demasiado rápido para su máquina, podría dañarla. Si elige un motor con un par demasiado bajo, no podrá realizar el trabajo. El número de polos también afecta al tamaño físico del motor. Por lo general, un motor con un mayor número de polos será más grande y pesado que un motor con un menor número de polos para la misma potencia de salida. Se trata de un equilibrio crítico en muchos diseños, especialmente cuando hay que ajustar un motor a ciertos límites de volumen y peso.
Ésta es la regla más importante que hay que recordar: cuantos más polos tiene un motor, más despacio funciona. Cuantos menos polos tiene un motor, más rápido funciona. Se trata de una simple relación inversa. La mayor velocidad posible para un motor de CA estándar se alcanza con dos polos. La velocidad del motor viene determinada por una fórmula que utiliza la frecuencia de la fuente de alimentación y el número de polos.
La velocidad máxima teórica de un motor se denomina velocidad síncrona. Se refiere a la velocidad del campo magnético giratorio. Para una alimentación de 60 Hz, un motor de 2 polos tiene una velocidad síncrona de 3600 RPM (revoluciones por minuto). Un motor de 4 polos funciona a 1800 RPM. Un motor de 6 polos funciona a 1200 RPM. La velocidad real del eje del motor, o su velocidad nominal, será ligeramente inferior a la velocidad síncrona debido a pequeñas pérdidas. Por tanto, si necesita un motor de alta velocidad, busque uno con menos polos. Si necesita un motor para velocidades más bajas, busque uno con más polos.
Sí, la diferencia es enorme. Un motor de 2 polos es todo velocidad. Con una velocidad sincrónica de 3600 RPM, es el motor estándar más rápido que puede conseguir. Estos motores son ideales para aplicaciones que necesitan mover aire o fluidos rápidamente, como ventiladores, soplantes y algunos tipos de bombas. Sin embargo, esta alta velocidad tiene un coste. Un motor de 2 polos generalmente produce menos par de arranque que un motor con más polos. Su potencia de salida es elevada para su tamaño, lo que le confiere una buena velocidad y densidad de potencia.
Un motor de 4 polos, en cambio, es un motor muy versátil. Funciona a 1800 RPM y ofrece un buen equilibrio entre velocidad y par. Esto hace que el motor de 4 polos sea el tipo más común de motor eléctrico utilizado en una amplia gama de máquinas, desde compresores hasta herramientas eléctricas. Proporciona más par que un motor de 2 polos del mismo tamaño, por lo que es mejor para arrancar bajo carga. La elección entre un motor de 2 o 4 polos depende totalmente de si su aplicación necesita una mayor velocidad máxima o más fuerza de giro (par).
Debe buscar un motor de 6 u 8 polos cuando su aplicación requiera baja velocidad y alto par. Un motor de 6 polos funciona a unas tranquilas 1200 RPM. Esta velocidad más lenta es perfecta para máquinas que necesitan un movimiento constante y potente. Puede encontrar un motor de 6 polos en algunas bombas de engranajes, cintas transportadoras y otros equipos industriales en los que no se necesita alta velocidad, pero sí un par fuerte y constante. El diseño de 6 polos proporciona un funcionamiento más suave que un motor más rápido.
Luego tenemos los motores de 8 polos. Son los caballos de batalla lentos y potentes. Un motor de 8 polos tiene una velocidad sincrónica de sólo 900 RPM. Si ve una especificación que dice que la velocidad sincrónica de 8 polos es de 750 RPM, es para una fuente de alimentación de 50 Hz, común en Europa. Estos motores están diseñados para tareas pesadas. Producen mucho par, lo que los hace adecuados para aplicaciones como un ascensor, una grúa grande o una bomba de gran potencia. El mayor número de polos de los motores de 8 polos significa que son más grandes y pesados, pero proporcionan una potencia muy suave con pocas vibraciones.
Hemos hablado mucho del par motor, pero concretemos. El par es la fuerza de rotación del motor. El número de polos influye directamente en las características de par de un motor. Por regla general, los motores con más polos producen un par de arranque mayor. Un motor de 4 polos tendrá mejor par de arranque que un motor de 2 polos, y un motor de 8 polos tendrá aún más. Esto se debe a que la intensidad del campo magnético se distribuye entre más polos, creando una tracción más uniforme y potente sobre el rotor desde el arranque.
Otra ventaja de un mayor número de polos es una entrega de par más suave. Un motor con sólo dos polos tiene un campo magnético que da mayores "saltos" al girar. Esto puede provocar más fluctuaciones de par y vibraciones. Un motor con 6 u 8 polos tiene un campo magnético que se mueve en pasos más pequeños y controlados. El resultado es una salida mucho más suave, lo que es fundamental para aplicaciones que requieren precisión y pocas vibraciones, como una impresora o determinados equipos médicos. Por eso, un ascensor utiliza un motor con un mayor número de polos para ofrecer un viaje suave y cómodo.
Sí, normalmente se puede. La forma más fácil de encontrar el número de polo es mirar la placa de características del motor. La placa de características es una pequeña placa metálica situada en el lateral del motor que contiene toda la información importante. Indica la tensión nominal, la potencia de salida y, lo que es más importante, la velocidad nominal en RPM.
Aunque la placa de características no indique explícitamente "4 polos" o "6 polos", puede deducirlo a partir de las RPM. Si se encuentra en un país con una frecuencia de 60 Hz, como EE.UU., y la placa de características indica unas RPM inferiores a 3600 (por ejemplo, 3450 RPM), se trata de un motor de 2 polos. Si las RPM están justo por debajo de 1800 (como 1725 RPM), se trata de un motor de 4 polos. Unas RPM cercanas a 1200 (como 1140 RPM) significan que se trata de un motor de 6 polos. Esta velocidad nominal de un motor es la clave para identificar el número de polos.
Los distintos números de pértiga están diseñados para diferentes escenarios de aplicación. Cada número de polo tiene un trabajo para el que es más adecuado. Un motor de 2 polos es perfecto para aplicaciones de alta velocidad. Piense en ventiladores, soplantes, trituradoras y algunas bombas centrífugas. Se trata de trabajos en los que el objetivo principal es mover algo rápidamente. El par inferior de un motor de 2 polos no es un problema en estos casos.
Un motor de 4 polos es el comodín de todo. Encontrará este motor eléctrico en todas partes. Se utilizan en la mayoría de los equipos comerciales e industriales, como compresores de aire, tornos y casi cualquier máquina que necesite un buen equilibrio entre velocidad y potencia. Un motor de 6 polos se utiliza para aplicaciones que requieren menos velocidad y más potencia, como algunas cintas transportadoras y bombas de desplazamiento positivo. Por último, los motores de 8 polos son para trabajos especiales, de baja velocidad y alto par. Piense en ascensores y tracción ferroviaria, o trituradoras de gran potencia. También se utilizan en lavadoras y vehículos eléctricos, donde se necesita velocidad variable y par elevado.
Elegir el número de polos correcto es fundamental para obtener el mejor rendimiento del motor. Se trata de adaptar el motor al trabajo. Utilizar un número incorrecto de polos puede dar lugar a un sistema ineficaz que derroche energía y se desgaste rápidamente. Por ejemplo, si utiliza un motor rápido de 2 polos para una cinta transportadora lenta, necesitará una caja de engranajes compleja y cara para ralentizarla. Sería mucho más inteligente y eficiente utilizar un motor de 6 u 8 polos desde el principio.
El número de polos correcto garantiza que el motor funcione en su punto de máxima eficiencia. Proporciona la cantidad adecuada de par sin esfuerzo y ofrece la velocidad correcta para la aplicación. Esta elección no sólo afecta a la potencia del motor, sino también a su vida útil. Un motor correctamente seleccionado funcionará más frío y con menos vibraciones, lo que se traducirá en una vida útil más larga y fiable. Así pues, la próxima vez que vea un motor, preste atención al número de polos. Le dirá más sobre ese motor que casi cualquier otro parámetro.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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