Motor trifásico de jaula de ardilla
Un rotor de jaula de ardilla es la parte giratoria del motor de inducción de jaula de ardilla común. Consiste en un cilindro de láminas de acero, con conductores de aluminio o cobre incrustados en su superficie. En funcionamiento, el devanado no giratorio del estator está conectado a una fuente de alimentación de corriente alterna; la corriente alterna en el estator produce un campo magnético giratorio. El devanado del rotor tiene una corriente inducida por el campo del estator, como un transformador, salvo que la corriente en el rotor varía a la velocidad de rotación del campo del estator menos la velocidad de rotación física. La interacción de los campos magnéticos de las corrientes en el estator y el rotor produce un par en el rotor.
Los motores de inducción de jaula de ardilla están muy extendidos en la industria, en tamaños que van desde menos de 1 kilovatio (1,3 CV) hasta decenas de megavatios (decenas de miles de CV). Son sencillos, robustos y autoarrancables, y mantienen una velocidad razonablemente constante desde la carga ligera hasta la plena carga, fijada por la frecuencia de la fuente de alimentación y el número de polos del devanado del estator. Los motores más utilizados en la industria suelen tener tamaños de bastidor estándar IEC o NEMA, que son intercambiables entre fabricantes. Esto simplifica la aplicación y la sustitución de estos motores.
Motor de corriente alterna
Los motores eléctricos son máquinas que convierten la energía eléctrica en energía mecánica, y actualmente dominan la industria moderna. Son fáciles de usar, tienen un diseño básico y se presentan en muchas formas, lo que les permite tener éxito en casi todas las situaciones. Los motores eléctricos pueden funcionar con corriente continua (CC) o con corriente alterna (CA), y este artículo investigará un motor de CA específico conocido como motor de jaula de ardilla. Estos motores son un tipo específico de motor de inducción, que utilizan el efecto de inducción electromagnética para transformar la corriente eléctrica en energía rotativa (puede encontrar más información en nuestro artículo sobre motores de inducción). En este artículo se explican los principios de los motores de jaula de ardilla, cómo funcionan y para qué tipo de aplicaciones se utilizan. De este modo, los diseñadores podrán tomar decisiones informadas a la hora de elegir el motor adecuado.
Los motores de jaula de ardilla son una subclase de motores de inducción que aprovechan el electromagnetismo para generar movimiento. Se denominan motores de “jaula de ardilla” porque la forma de su rotor -el componente interior conectado al eje de salida- parece una jaula. Dos tapas circulares están unidas por las barras del rotor, sobre las que actúa el campo electromagnético (CEM) generado por el estator, o la carcasa exterior compuesta por láminas metálicas laminadas y bobinas de alambre. El estator y el rotor son las dos partes fundamentales de cualquier motor de inducción, y la jaula de ardilla es simplemente un método para aprovechar el efecto de inducción electromagnética. La corriente alterna que pasa por el estator crea una FEM que fluctúa con la frecuencia de la corriente alterna, que “gira” alrededor del rotor, induciendo campos magnéticos opuestos en las barras del rotor, provocando así el movimiento.
Motor de jaula de ardilla con deslizamiento
Los motores de inducción -también conocidos como motores asíncronos- son el tipo más común de motor eléctrico utilizado hoy en día. Debido a su diseño sencillo, su bajo coste y su alta fiabilidad, los motores de inducción se utilizan para una amplia gama de aplicaciones en todos los sectores de la ingeniería.
Consejo: el término “inducción” se refiere al hecho de que la corriente eléctrica se induce en la jaula del rotor cuando el motor está en funcionamiento; esto difiere de otros motores en los que la corriente del rotor se suministra desde una fuente externa.
Los devanados reciben corriente alterna trifásica, lo que hace que un campo magnético alrededor de cada uno de los devanados se expanda y se contraiga cuando fluye la corriente. Cada devanado se alimenta por pares y en secuencia para producir un campo magnético giratorio. Los devanados del estator suelen ser de cobre, aunque existen otros materiales, como el aluminio.
El estator se construye apilando láminas de acero muy finas y altamente permeables dentro de un bastidor de acero o hierro fundido. El bastidor está atornillado al suelo y es el exterior del bastidor el que está pintado y es visible para los espectadores externos. Los materiales habituales para la construcción del bastidor del motor son diversos grados de acero y hierro fundido.
Motor de inducción monofásico
Suele estar formado por dos (2) componentes principales: el estator y el rotor. Como su nombre indica, la parte del estator es estacionaria, mientras que la del rotor es giratoria. El estator produce el campo magnético giratorio frente al rotor, que transforma este tipo de energía en movimiento, es decir, en energía mecánica. Consulte la figura 1 (el extremo D significa extremo accionado por el motor, es decir, el equipo accionado por el motor, por ejemplo, una bomba, se encuentra en ese lado, mientras que el extremo N significa extremo no accionado por el motor)
Para explicar el funcionamiento de un motor eléctrico, hay que tener en cuenta que el estator está conectado a la red eléctrica trifásica. La corriente que se aplica a los devanados del estator produce un campo de fuerza magnética giratorio, que a su vez crea corriente también en el rotor del motor. Como resultado, también se crea un campo magnético en el rotor. La interacción entre estos dos campos magnéticos (es decir, el del estator y el del rotor) produce el par de giro, que es la causa que hace girar el eje del rotor.