Los motores de inducción son las máquinas eléctricas más comúnmente utilizadas. Son más baratos, robustos y más fáciles de mantener en comparación con otras alternativas. En este artículo, aprenderemos sobre el funcionamiento de un motor de inducción de jaula de ardilla de tres fases.
Partes principales del motor de inducción
El motor de inducción tiene dos partes principales: el estator y el rotor. El estator es la parte estacionaria y el rotor es la parte que gira. El estator está hecho apilando delgadas laminaciones de acero altamente permeable con ranuras dentro de un marco de acero o hierro fundido. El devanado pasa a través de las ranuras del estator. Cuando pasa una corriente alterna trifásica a través de él, sucede algo muy interesante: genera un campo magnético giratorio.
El campo magnético giratorio
Para entender mejor este fenómeno, consideremos un devanado de tres fases simplificado con solo tres bobinas. Un alambre que lleva corriente genera un campo magnético a su alrededor. Con esta disposición especial, el campo magnético producido por la corriente alterna trifásica será como se muestra en un momento particular. Con la variación en la corriente alterna, el campo magnético toma una orientación diferente. Está claro que es como un campo magnético de fuerza uniforme que rota a cierta velocidad. Esta velocidad de rotación del campo magnético se conoce como velocidad síncrona.
Principio de la inducción electromagnética
Supongamos que colocamos un conductor cerrado dentro de este campo magnético en rotación. Dado que el campo magnético fluctúa, se inducirá una fuerza electromotriz (fem) en el bucle según la ley de Faraday. La fem producirá una corriente a través del bucle. Por lo tanto, la situación es similar a un bucle que transporta corriente situado en un campo magnético. Esto producirá una fuerza magnética en el bucle según la ley de Lorentz, por lo que el bucle comenzará a girar.
Funcionamiento del motor de inducción magnetica
Un fenómeno similar ocurre dentro de un motor de inducción magnetica. Aquí, en lugar de un bucle simple, se utiliza algo muy similar a una jaula de ardilla. La corriente alterna trifásica que pasa a través del devanado del estator produce un campo magnético giratorio. Al igual que en el caso anterior, se inducirá corriente en las barras de la jaula de ardilla, que están cerradas por anillos finales, y comenzará a girar. Por eso se llama motor de inducción magnetica, ya que la electricidad se induce en el rotor mediante inducción magnética en lugar de una conexión eléctrica directa.
Velocidad de rotación del rotor
Pero, ¿a qué velocidad girará el rotor? Para obtener esta respuesta, consideremos diferentes casos. Tomemos un caso en el que la velocidad del rotor es la misma que la velocidad del campo magnético. Dado que ambos están girando a la misma velocidad, el bucle giratorio siempre experimentará un campo magnético constante, por lo que no habrá fem inducida y, por lo tanto, no habrá corriente.
Esto significa que no hay fuerza en las barras del rotor. Lentamente, el rotor disminuirá su velocidad. Pero a medida que el rotor se ralentiza, las bobinas del rotor experimentarán un campo magnético variable, lo que hará que aumente la corriente y la fuerza inducida, y el rotor se acelerará nuevamente. En resumen, el rotor nunca podrá alcanzar la velocidad del campo magnético. Gira a una velocidad específica que es ligeramente menor que la velocidad síncrona. La diferencia entre la velocidad síncrona y la velocidad del rotor se conoce como deslizamiento.
Potencia y funcionamiento del motor de inducción
La potencia mecánica de rotación se transfiere a través de un eje de potencia. En resumen, en un motor de inducción, la energía eléctrica entra a través del estator y la salida del motor es la rotación mecánica que se obtiene del rotor. La pérdida de energía durante el funcionamiento del motor se disipa como calor. Por lo tanto, un ventilador en el otro extremo ayuda a enfriar el motor. Esperamos que esta introducción al funcionamiento de los motores de inducción haya sido útil. ¡Gracias!
