Una máquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica se denomina motor eléctrico. Estos motores son de diseño sencillo, fáciles de usar, de bajo costo, de alta eficiencia, requieren poco mantenimiento y son confiables. Los motores de inducción trifásicos son un tipo de motor eléctrico y se diferencian de otros tipos de motores eléctricos. La principal diferencia radica en que no existe conexión eléctrica entre el devanado del rotor y ninguna fuente de alimentación. La corriente y el voltaje necesarios en el circuito del rotor se obtienen por inducción desde el devanado del estator. Por esta razón, se les denomina motores de inducción. Este artículo describe el motor de inducción de jaula de ardilla, que es un tipo de motor de inducción trifásico.
¿Qué es un motor de inducción de jaula de ardilla?
Definición: El motor de jaula de ardilla es un tipo de motor de inducción. Para generar movimiento, aprovecha el electromagnetismo. El eje de salida está conectado al rotor, un componente interno con forma de jaula. De ahí su nombre. Las dos tapas de los extremos, de forma circular, están unidas por las barras del rotor. Estas actúan en función de la fuerza electromotriz (FEM), generada por el estator. Esta FEM también se genera en la carcasa exterior, que está hecha de láminas metálicas laminadas y bobinado de alambre. Las dos partes principales de cualquier motor de inducción son el estator y el rotor. La jaula de ardilla es un método sencillo para aprovechar el efecto de inducción electromagnética. A continuación se muestra un motor de inducción de jaula de ardilla de 4 polos.
Principio de funcionamiento del motor de inducción de jaula de ardilla
El funcionamiento del motor de inducción de ardilla se basa en el principio del electromagnetismo. Cuando el devanado del estator recibe corriente alterna trifásica, se produce un campo magnético rotatorio (CMR) con una velocidad denominada síncrona. Este CMR induce una tensión en las barras del rotor, lo que provoca el flujo de corriente. Debido a estas corrientes del rotor, se genera un campo magnético propio que interactúa con el campo del estator. Según este principio, el campo del rotor comienza a oponerse a su causa. Cuando el CMR alcanza el momento del rotor, la corriente del rotor se reduce a cero. En ese caso, no existe momento relativo entre el rotor y el CMR.
Por lo tanto, el rotor experimenta una fuerza tangencial nula que disminuye momentáneamente. Tras esta disminución, la corriente del rotor se induce nuevamente mediante la reconstrucción del movimiento relativo entre el RMF y el rotor. Así, la fuerza tangencial del rotor para la rotación se restablece y comienza a seguir al RMF. En este caso, el rotor mantiene una velocidad constante, menor que la velocidad del RMF y la velocidad síncrona. Aquí, la diferencia entre la velocidad del RMF y la del rotor se mide en forma de deslizamiento. La frecuencia final del rotor se obtiene multiplicando el deslizamiento por la frecuencia de alimentación.
Construcción de un motor de inducción tipo jaula de ardilla
Las piezas necesarias para la construcción de un motor de inducción de jaula de ardilla son el estator, el rotor, el ventilador y los cojinetes. El estator consta de un devanado trifásico con una separación mecánica y eléctrica de 120 grados, con carcasa y núcleo metálicos. Para proporcionar un camino de baja reluctancia para el flujo generado por la corriente alterna, el devanado está montado sobre un núcleo de hierro laminado.
El rotor convierte la energía eléctrica suministrada en energía mecánica. El eje, el núcleo y las barras de cobre en cortocircuito son las partes del rotor. Para evitar la histéresis y las corrientes parásitas que provocan pérdidas de potencia, el rotor está laminado. Además, para prevenir el efecto de engranaje, los conductores están inclinados, lo que también contribuye a una buena relación de transformación.
Un ventilador acoplado en la parte posterior del rotor para el intercambio de calor ayuda a mantener la temperatura del motor dentro de un límite determinado. Para una rotación suave, el motor cuenta con cojinetes.
Diferencia entre motores de inducción de jaula de ardilla y motores de inducción de anillos rozantes.
Ventajas
Las ventajas de un motor de inducción de jaula de ardilla incluyen las siguientes:
Construcción sencilla y robusta.
El bajo coste inicial y el bajo coste de mantenimiento.
Mantiene una velocidad constante.
La capacidad de sobrecarga es alta.
Configuración inicial sencilla.
Alto factor de potencia.
Bajas pérdidas de cobre en el rotor.
Alta eficiencia.
Desventajas
Las desventajas de un motor de inducción de jaula de ardilla incluyen las siguientes.
Motor
Alta corriente de arranque
Muy sensible a las fluctuaciones de la tensión de alimentación.
Factor de potencia bajo con cargas ligeras.
El control de velocidad es muy difícil.
Par de arranque muy bajo debido a la baja resistencia de su rotor.
Fecha de publicación: 26 de junio de 2024