Conexión Steinmetz Trifásico Charles Proteus Steinmetz (1865 - 1923), ingeniero eléctrico, realizó diversas mejoras y cálculos en instalaciones y má quinas eléctricas en corriente alterna. Conexión Steinmetz o transformación de un motor trifásico para que funcione en una red monofásica. En los motores de jaula de ardilla simple, se puede cablear un circuito denominado Steinmetz. En dicho circuito se alimenta el motor con dos fases, y entre una de las fases y la fase que queda libre, se coloca un condensador. De esta manera, se logra desfasar en 90° la fase compartida, de otra forma no se produciría el par de arranque necesario para hacer funcionar el motor. El funcionamiento es idéntico a un arranque en estrella, puesto que las dos fases estarían en serie actuando como un devanado principal, y la tercera fase, estaría adelantada 90°. Esta técnica, solamente es útil usarla para motores de jaula de ardilla simple de baja potencia, que tengamos abandonados y queramos usarlos por alguna causa momentánea. Hay que tener en cuenta, que el motor pierde un 25% de su potencia, vamos que solo es útil para casos muy especiales. El par de arranque se ve reducido entre el 40 y el 50% del par nominal. La capacidad del condensador sería de 70µf para 230 V y 50 Hz, esta medida tenemos que multiplicarla por cada Kw de potencia del motor. Es decir, si el motor es de 10 Kw de potencia, sería 70 * 10 = 700 µf. Para una tensión de red de 400 V y 50 Hz; serán 20 µf por cada Kw de potencia. Si tuviésemos la necesidad de utilizar un motor trifásico de inducción como monofásico se puede realizar efectuando una conexión con un condensador, aunque antes debemos hacer una serie de apreciaciones ya que dicho motor trifásico pierde las características nominales y tam poco se puede realizar en todo tipo de motores: - Este tipo de conexión especial solamente se a conseja en motores de pequeña potencia; inferiores a 2 Kw.
- La potencia Que podemos desarrollar es del 80% con respecto a la que tendría conectado en trifásico.
- El par de arranque Sería, aproximadamente, del 70 % de la que tendría en motor funcionando como trifásico. El condensador que tenemos que instalar debe ser 1,15 veces la tensión nominal de la red monofásica con un mínimo de 250 V y el valor de la capacidad del mismo se calcula con la siguiente fórmula empírica o mediante tabla:
Una vez hallado el resultado se escoge el valor comercial inmediato superior de condensador que existe en el mercado, estos son en μF: 4/4,5/6/7/8/10/12/14/16/18/20/25/28/30/32/35/40/45/50/60/65/ 100 μF.
-El Funcionamiento: El funcionamiento básico de esta conexión, suponiendo la conexión en triángulo, es la siguiente; la fase y el neutro de la red (u otra fase) alimentan el devanado U1- U2 y los otros dos devanados quedan conectados en serie y realizan la función de devanado auxiliar como si se tratase de
un motor monofásico, pero el devanado U1-U2 respecto a los devanados conectados en serie no están desfasados físicamente 90º grados, como se daría en el caso en un motor monofásico, es por eso que se conecta el condensador para producir el adelanto de la corriente que proporciona sobre una fase y así producir el suficiente par para que pueda girar el motor. En la conexión en estrella el funcionamiento es el mismo.
Conexión en triángulo, el condensador en rojo es donde se debería instalar si queremos que gire el motor en el sentido contrario. Dejo al lector que ponga las letras correspondientes en la placa de características.
Conexión en estrella, el condensador en rojo es donde se debería instalar si queremos que gire el motor en el sentido contrario. Calculo de condensador:
Donde: Vl : es la tensión de línea. P : es la potencia del motor en Cv. f : es la frecuencia de la red.
El sentido de giro se puede cambiar, intercambiando una de las fases con la fase que tiene el condensador.
Modelización del circuito Steinmetz. Este consumo está compuesto por una carga monofásica conectada entre dos fases y dos reactancias simetrizadoras que se conectan formando un triángulo con la carga monofásica. Como ya se comentará en el apartado correspondiente, en la mayoría de las ocasiones las reactancias simetrizadoras se componen de un elemento puramente inductivo y otro puramente capacitivo. De esta manera, sus parámetros quedarán determinados por el valor de las reactancias (XL) y (XC). La carga monofásica estará caracterizada por su resistencia, R0, y por su factor de potencia, λ. De esta manera, el circuito Steinmetz está formado por tres impedancias conectadas en triángulo, cuyos valores se obtienen a partir de los parámetros que definen el mismo mediante las siguientes fórmulas:
Siendo k = fk / f1, donde f1 es la frecuencia fundamental del sistema de estudio (50 Hz) y fk es la frecuencia correspondiente a cada armónico. La conexión de los componentes del circuito simetrizador en cada una de las fases es la que se muestra en la siguiente figura:
Instituto Técnico de Capacitación y Productividad
INTECAP C.E.1
Maquinas Eléctricas Rotativas
Nelson Cruz
Conexión Steinmetz trifasico
Miguel Antonio Esquit Pérez
Electricidad Industrial
Clave 6
