Los expertos saben que los motores eléctricos cuentan con un bobinado, cuya temperatura es importante medir para garantizar la vida útil de estos. Para lograrlo, se utilizan sondas que brindan señales de alarma al sobrepasar un valor límite de temperatura establecido. Los fabricantes utilizan varios tipos de sondas. Es importante reconocerlos para que se reemplazan adecuadamente cuando se requiera, por ejemplo, al rebobinar los motores.
Termopares o termocuplas
Se trata de transductores compuestos por dos metales unidos de diferente material. Generan un voltaje que es función de la diferencia de temperatura entre dos extremos: uno conocido como punto frío o unión de referencia y otro llamado punto caliente o unión de medida. Su diseño es el un circuito cerrado con los mencionados metales unidos por sus extremos, en el que se produce una corriente pequeña a causa de una diferencia de potencial derivada de una diferencia de temperatura entre los extremos.
Entre las uniones de ambos hilos ocurre un tránsito de electrones como efecto de una energía térmica que se aplica a una de ellas. Su señal de salida es muy baja, ya que oscila entre 0.002 y 80 mV. Hay dos maneras de transmitir la señal: transformándola a 4-20 mA o con hilos del mismo material que los metales de la termocupla, conocido como cables de compensación.
Además de utilizarse en motores eléctricos, los termopares son utilizados en instrumentos industriales, como los sensores de temperatura. Su precio es competitivo, pueden intercambiarse y medir rangos de temperatura considerables, además de poseer conexiones estándar, aunque tienen una limitación: no son tan exactos, debido a lo difícil que es la obtención de los errores menores que 1 °C.
Termistores
Conocidos igual como termostatos bimetálicos o bimetales (ya sea en forma de disco o en tiras) que transforman las variaciones de temperatura en movimiento metálico, son ampliamente conocidos. Se componen de dos capas metálicas. Se diferencian en su coeficiente térmico de expansión, por tal motivo, hay una flexión hacia donde está el coeficiente más bajo ante una variación de temperatura. Tal disposición se aprovecha no solo en motores eléctricos en Monterrey, sino en disyuntores de corriente, en los que el bimetal es calentado por la corriente que circula en él, produciendo la apertura del circuito y limitando la corriente máxima.
Termistores PTC y NTC
Los thermally sensitive resistor son sensores resistivos. Funcionan con base en los cambios por temperatura de la resistividad en un semiconductor. Hay dos tipos: termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y positivos (PTC). En estos últimos la resistencia aumenta al incrementar la temperatura y, en los primeros, disminuye la resistencia al aumentarla temperatura.
El funcionamiento de estos sensores en motores eléctricos está basado en los cambios de la resistencia de un semiconductor, a causa de los cambios en la concentración de portadores. En el caso de termistores NTC, incrementa dicha concentración al elevarse la temperatura, reduciendo así la temperatura. A ello se debe su coeficiente negativo. En los termistores PTC, si el dopado del semiconductor es intenso, se obtendrán propiedades metálicas, tomando un coeficiente positivo en un rango limitado de temperatura.
Con respecto a los materiales para su fabricación, se usan óxidos semiconductores, como óxido de cobalto, níquel y férrico. En comparación con los sensores RTD usados en motores altamente demandados en la industria actual como los que ofrecemos, no es lineal el cambio de la resistencia ante la temperatura.
RTD
Conocidos como termorresistencia, consisten en sensores resistivos que se basan en los cambios de la resistencia de un conductor ante variaciones de temperatura. Igualmente, son los que se usan en algunos tipos de motores eléctricos US, que son una solución sostenible. Cuando se calienta un metal, hay una mayor agitación y dispersión de electrones y una disminución de su velocidad media, lo que incrementa la resistencia.
Para su construcción, se usan conductores como platino, cobre y níquel. Entre los sensores de este tipo más conocidos, destaca el Pt100. Ofrecen varias ventajas, por ejemplo, su amplio margen de temperatura, mediciones de alta repetitividad y precisión, hay linealidad entre resistencia y temperatura, son el sensor más estable con el tiempo y no requieren cables especiales de compensación e interconexión, lo que si es necesario en termopares.
Su sensibilidad es mayor que la de los termopares y su tensión a causa de variaciones de temperatura llega a ser diez veces más alta. Es posible el intercambio de sensores en motores de diferentes fabricantes, gracias a la presencia de curvas estándar de calibración para la gran variedad de sensores RTD. Cabe agregar que la posibilidad de ajustar su valor de resistencia con mucha exactitud para que su tolerancia sea baja.
Pese a sus notables características, presenta algunas limitaciones, como los impactos del autocalentamiento, su menor resistencia a golpes en comparación con los termopares y su tamaño es mayor en comparación con los demás sensores para motores. Cabe añadir que, debido a la baja resistividad de los materiales conductores utilizados para su fabricación, se necesita devanar un hilo muy largo de conductor para lograr una mayor resistencia, por ello, su precio es más alto que el de termistores y termopares.
Al adquirir un motor suelen considerarse otros aspectos, no obstante, tomar en cuenta el tipo de sensor de temperatura resultará crucial para su aplicación. En MCB les asesoraremos para elegir el más conveniente. Igual ofrecemos motorreductores de alta calidad para montarlos en sus motores. Pida una cotización o más información al (55) 5264 0455 para CDMX, (81) 8331 9160 para Monterrey, (871) 737 4341 para Torreón, (999) 988 8282 para Mérida, (933) 190 3842 para Villahermosa y (662) 216 3497 para Hermosillo.
