1.3.11. Conexionado de los motores trifásicos con rotor en cortocircuito

1. Métodos de Arranque y Configuración de Bornas en Motores Asíncronos

El motor trifásico asíncrono con rotor en jaula de ardilla (o rotor en cortocircuito) es el caballo de batalla indiscutible de la industria electromecánica moderna. Su fiabilidad radica en la ausencia de escobillas y colectores móviles. Sin embargo, su conexión a la red no es un procedimiento universal "Plug and Play". Dentro de la caja de conexiones (placa de bornas), el técnico se encuentra con seis espárragos roscados correspondientes a los principios y finales de los tres bobinados del estator (U1-U2, V1-V2, W1-W2). La forma física en la que se unan estos bornes mediante pletinas de latón determinará la tensión que soportará cada bobina individualmente, y equivocarse en esta configuración resulta invariablemente en la destrucción instantánea del motor al accionar el contactor general.

1. Configuración de la Placa de Bornas: Conexión en Estrella frente a Triángulo

La elección entre la conexión en Estrella (Y) o Triángulo (Δ) depende estrictamente de la relación entre la tensión de la red disponible en la fábrica y las tensiones nominales estampadas en la placa de características del motor (por ejemplo, 230/400V o 400/690V). En una Conexión en Estrella, los tres finales de bobina (W2, U2, V2) se cortocircuitan con dos puentes de latón horizontales, formando un punto neutro artificial. Las tres fases de la red (L1, L2, L3) alimentan los principios (U1, V1, W1). En esta configuración, cada bobina soporta una tensión dividida por la raíz cuadrada de 3 (√3 ≈ 1.73); si la red es de 400V, cada bobina soporta 230V. En una Conexión en Triángulo, los puentes se colocan verticalmente (U1 con W2, V1 con U2, W1 con V2), cerrando el circuito en forma de delta. Aquí, cada bobina queda sometida a la tensión plena de la línea. Si un motor de 230/400V se conecta accidentalmente en triángulo en una red industrial española de 400V, sus bobinas (diseñadas para soportar un máximo de 230V) recibirán casi el doble de tensión, saturando el núcleo magnético y calcinando el aislamiento en menos de 5 segundos.

2. Arranques Directos, Estrella-Triángulo e Inversión de Giro

El inconveniente insalvable de los motores de inducción es el violento transitorio durante el arranque: el motor demandará de 5 a 8 veces su corriente nominal (In) hasta alcanzar su velocidad de régimen. Para motores pequeños (menos de 5.5 kW), se utiliza el Arranque Directo (DOL), donde el motor recibe la tensión plena inmediatamente. Para potencias superiores, el REBT exige sistemas de atenuación para no provocar caídas de tensión (parpadeo) en la red general. El método tradicional es el Arranque Estrella-Triángulo. Consiste en arrancar el motor en configuración Estrella mediante un autómata y tres contactores, reduciendo la corriente (y el par) a un tercio; unos segundos después, un relé temporizador conmuta la conexión a Triángulo para entregar la plena potencia. Independientemente del método de arranque, cambiar el sentido de rotación mecánico del eje es sumamente sencillo en sistemas trifásicos: basta con intercambiar la posición física de dos fases cualesquiera (por ejemplo, permutar L1 y L2 en las bornas de entrada del contactor inversor), lo cual invierte inmediatamente el giro del campo magnético giratorio en el estator.

3. Protecciones de Motor: Guardamotores, Relés Térmicos y Fusibles de Acompañamiento

Debido al estrés del arranque y al riesgo permanente de sobrecarga mecánica, los motores no se protegen con magnetotérmicos de curva "C" estándar para iluminación o enchufes, sino con aparamenta específica de Coordinación de Tipo 2. El Guardamotor (Interruptor Magnetotérmico de Motor) agrupa la protección contra cortocircuitos francos (disparo magnético) y la protección contra sobrecargas lentas (disparo térmico ajustable) en un solo dispositivo, cuya curva de disparo tolera el pico transitorio del arranque sin saltar. Por otro lado, en configuraciones de cuadros de automatismos separados, se utiliza un Relé Térmico Bimetálico adosado debajo del contactor de maniobra. Este relé no corta la corriente principal, sino que abre el circuito de mando (24V) del contactor a través de su contacto NC 95-96 cuando detecta un calentamiento excesivo o la falta asimétrica de una fase. Para que el relé térmico sea seguro ante un cortocircuito explosivo de miles de amperios, siempre debe estar respaldado aguas arriba por Fusibles cilíndricos de acompañamiento (curva aM - acompañamiento de motor) o disyuntores magnéticos calibrados.