Vamos a hablar directamente de cómo calcular el condensador para un motor trifásico y que éste pueda trabajar con una tensión monofásico, pero antes de emplear este método debemos tener en cuenta algunos puntos bien claros.
Normalmente para este tipo de trabajos se utilizan dos condensadores el permanente y el de arranque, primero vamos a comenzar con el permanente. El trabajo del condensador permanente es figurar una línea para compensar la tercera fase para un motor trifásico en teoría es así, pero hay que analizar otros factores que influyen bastante. Debemos saber que el motor perderá un 30% aproximadamente de su potencia, pero para esto hay que examinar si el motor está sobredimensionado a trabajar con esta pérdida de potencia sin que afecte a su funcionamiento principal, también para romper el par nominal de resistencia habrá una pérdida aproximada de un 38% que es otro punto que debemos tener en cuenta, pero recuerda que si la par resistencia del arranque es insuficiente se puede mejorar añadiendo un condensador de arranque.
El valor de este debe ser el doble al calculado del condensador permanente este condensador se utiliza sólo para el arranque con lo que necesitamos desconectarlo una vez el motor esté próximo a alcanzar su velocidad nominal, por lo tanto, debe estar no más de un segundo en el sistema. Lo que yo recomiendo es realizar un circuito de control que no desconecte el condensador de arranque automáticamente alcancemos la velocidad nominal de nuestro motor, en resumen, esta aplicación es posible realizarla a motores trifásicos de jaula de ardilla de baja potencia les aconsejo que esta adaptación solo la realicen a motores cuya potencia sea inferior a los 2 kilowatt. La potencia solicitada no supere el 70% de la potencia nominal del motor y el par de arranque solicitado deberá ser inferior al 40 por ciento del par nominal y es que éste guarda totalmente relación a lo que ya había mencionado al principio que eran los puntos que debemos tener en cuenta.
Por lo general los motores eléctricos trifásicos de baja potencia tienen una tensión de funcionamiento de 220 voltios en delta y 380 voltios en estrella, para tener una mejor certeza lo mejor es observar la placa de características del motor donde vendrán indicadas todas las tensiones y sus respectivas conexiones.
Empezamos por definir dónde “C” es la capacidad del condensador y se mire en faradios, lo cual es igual a 1 dividido entre 2 que es una constante por “pi”, por la frecuencia de nuestro motor y por XL, lo cual representa la reactancia inductiva medida en OHMS.
XL es igual al voltaje dentro del amperaje, o sea V/I. Como parámetros principales mencioné que debíamos utilizar la placa del motor para determinar o extraer algunos datos necesarios, que en el caso específico para este motor puede trabajar tanto a 50 Hertz como 60 Hertz,lo que quiere decir eso, es que podemos tener una variante en sus voltajes de entrada como por ejemplo para esta placa tenemos 0.55 kilo watts de potencia en 50 Hertz de frecuencia que es la que vamos a utilizar para este ejemplo un voltaje de 220 y un coeficiente o un factor de potencia de 0.72.
Dejando de lado esta placa y ya con los datos extraídos de ella podemos dar inicio a los cálculos, como pueden ver tenemos los datos que necesitamos pero si observan detalladamente nos hace falta el dato de unas de las variables lo cual es el amperaje.
Esto se puede obtener con la fórmula de potencia que abarca tanto el voltaje como el factor de potencia y el amperaje, ahora despejamos el amperaje que es la letra “I” y obtendremos como resultado esta fórmula como pueden ver ahora ya si todo comienza a tener sentido y podemos sustituir estas variables por los números o los datos que ya tenemos.
Vamos a hacer los cálculos y arrojaremos el resultado final o no con esto para no crear confusiones lo que hice fue llevar de kilowatt a watts solamente para poder calcular el amperaje por eso es que ven que tengo 555 watts y no 0.55 kilowatt decía la planta bien ya teniendo el amperaje que es el otro dato que no hacía falta para poder calcular las reactancias inductiva, vamos a subirlo hacia para que no nos estorbe con los demás datos y ahora sí vamos a calcular la XL.
Bien sustituyendo nuevamente las variables por los números que ya tenemos arrojará un resultado de 63,43 ohm, para la reactancia inductiva, estos datos también lo agregaremos aquí donde está la intensidad el factor de potencia el voltaje y la potencia ahora sí ya finalmente podemos determinar lo que es la capacidad del condensador que vamos a utilizar sustituyendo estos números o estos datos que tenemos por las variables que se encuentran en la primera fórmula que presentamos.
Y como pueden ver así queda la sustitución que es 2 por 3.14 que es “PI” por 50 Hertz que era la frecuencia que vamos a tomar para el ejemplo por la inductancia reactiva que está representada por la XL hacemos nuestros cálculos y nos arroja este resultado, como pueden ver ahora con este número arrojado en faradios, lo debemos convertir a micro faradios multiplicando este mismo por un millón.
Ahora si tenemos un número más comercial un número más reconocible al momento de tener que ir a buscar este producto podemos pedirlo con 50 micro faradios para nuestro capacitor y es que si tenemos un resultado a calcular que se aproxime a un número u otro como por ejemplo 53, 55, 57 lo más preferible a nivel comercial es elegir uno que esté en el mercado por ejemplo uno de 53 elegimos un capacitor de 60 micro faradios.
Hasta el momento hemos hablado solamente del capacitor permanente del que se queda con el motor, pero para calcular el capacitor de arranque es muy fácil se hace llevando este mismo valor de 50 micro faradios aproximadamente al doble e incluso he realizado cálculos multiplicando el valor del capacitor por 2.2 eso es en caso de ser necesario para el capacitor de marcha.
