Como todos sabemos, el motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica, y actualmente ocupa una posición dominante en la industria moderna. Son fáciles de usar, de diseño básico y lo suficientemente versátiles para tener éxito en casi cualquier situación. Los motores eléctricos pueden ser alimentados por CC o CA. En este artículo, Linquip estudiará un tipo específico de motor de CA denominado motor de jaula de ardilla, que es un tipo especial de motor de inducción que utiliza el efecto de la inducción electromagnética para convertir la corriente eléctrica en energía de rotación. Siga leyendo para conocer los principios de los motores de jaula de ardilla, cómo funcionan y los tipos de aplicaciones para ellos.
Tabla de contenido
¿Qué es un motor de jaula de ardilla?
Estos motores son un tipo de motor de inducción que utilizan la fuerza electromagnética para generar movimiento. Son los llamados motores de jaula de ardilla porque su rotor tiene forma de jaula. Las dos tapas circulares están conectadas por una barra de rotor sobre la que actúa el campo electromagnético generado por el estator o la carcasa formada por bobinas y placas de metal laminado.
El estator y el rotor son los dos componentes básicos de cualquier motor de inducción, y la jaula de ardilla es solo una forma de aprovechar los efectos de la inducción electromagnética. Una corriente alterna a través del estator crea un campo electromagnético que fluctúa con la frecuencia de la corriente alterna, que gira alrededor del rotor, induciendo campos magnéticos opuestos en las barras del rotor, provocando movimiento.
¿Cómo funcionan los motores de jaula de ardilla?
Los motores de jaula de ardilla funcionan según el mismo principio que la mayoría de los otros motores de inducción, la única diferencia entre ellos es la interacción específica entre el rotor y el estator. Estos motores maximizan la inducción electromagnética al utilizar la interacción de las barras del rotor con el campo electromagnético del estator. Un estator generalmente contiene devanados que transportan una corriente alterna; esta corriente varía en sincronía con una onda sinusoidal, que luego cambia la dirección de la corriente en los devanados.
Cuando la corriente oscila, el campo electromagnético resultante oscila con ella y, en algunos arreglos, hace que gire a una frecuencia similar a la frecuencia de CA. Este campo electromagnético giratorio crea voltajes opuestos y campos electromagnéticos en las barras del rotor, que impulsan el rotor en rotación, creando un movimiento de rotación.
Este rotor no gira a la frecuencia exacta de la corriente alterna, por lo que los motores de jaula de ardilla y otros motores de inducción se consideran motores asíncronos. Siempre habrá alguna pérdida entre la frecuencia de CA y la frecuencia de rotación del eje, que es el resultado de la rotación del rotor. Si los rotores estuvieran girando a la misma frecuencia, la magnitud de la fuerza que actúa sobre las barras del rotor sería cero, por lo que no se produciría movimiento.
Estructura del motor de inducción de jaula de ardilla
Las partes necesarias para hacer un motor de jaula de ardilla son el estator, el rotor, el ventilador y los cojinetes. El estator está formado por devanados trifásicos separados mecánica y eléctricamente 120 grados, con carcasa metálica y núcleo de hierro. Para proporcionar un camino de baja reluctancia para el flujo magnético generado por la corriente alterna, los devanados están montados sobre un núcleo de hierro laminado.
El rotor convierte la energía eléctrica en una salida mecánica. El eje, el núcleo de hierro y la barra de cobre de cortocircuito son las partes del rotor. Para evitar la histéresis y las corrientes de Foucault que provocan pérdidas de potencia, el rotor es de construcción laminada. Y para evitar cogging, los conductores están inclinados, lo que también ayuda a proporcionar una buena relación de transformación. Un ventilador montado en la parte trasera del rotor para el intercambio de calor ayuda a mantener la temperatura del motor dentro de los límites. Para una rotación suave, hay rodamientos en el motor.
Clasificación de los motores asíncronos de jaula de ardilla
La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos de EE. UU. y la IEC de Europa han clasificado los diseños de motores de inducción de jaula de ardilla en categorías según sus características de velocidad y par. Estas categorías son A, B, C, D, E y F.
Diseño clase A
- Par de arranque normal.
- corriente normal de arranque.
- bajo deslizamiento.
- En esta clase, el par de extracción es siempre del 200 % al 300 % del par a plena carga y se produce con un deslizamiento bajo (menos del 20 %).
- Para esta clase, el par de arranque es igual al par nominal del motor más grande, que es aproximadamente el 200 % o más del par nominal del motor más pequeño.
Diseño clase B
- par de arranque normal
- menor corriente de arranque
- deslizamiento bajo
- Estos motores de inducción producen aproximadamente el mismo par de arranque que los motores de inducción Clase A.
- El par de extracción siempre es mayor o igual al 200 % del par de carga nominal. Pero es más pequeño que el diseño de clase A porque aumenta la reactancia del rotor.
Diseño clase C
- Alto par de arranque.
- baja corriente de arranque.
- Bajo deslizamiento (menos del 5 %) a plena carga.
- Hasta el 250 % del par a plena carga, el par de arranque tiene este diseño.
- El par de extracción es inferior al de los motores de inducción de clase A.
diseño de nivel D
- Este motor de clase de diseño tiene un par de arranque muy alto (275 % o más del par nominal).
- baja corriente de arranque.
- Alto deslizamiento a plena carga.
- También en este tipo de diseño, la alta resistencia del rotor transfiere el par máximo a velocidades muy bajas.
- Incluso es posible en tales diseños que el par más alto se produzca a velocidad cero (100% de deslizamiento).
Diseño de clase E
- Par de arranque muy bajo.
- corriente normal de arranque.
- bajo resbaladizo.
- Se utiliza un compensador o arrancador de resistencia para controlar la corriente de arranque.
Diseño de clase F
- Par de arranque bajo, 1,25 veces el par de plena carga a pleno voltaje.
- baja corriente de arranque
- diapositiva normal
Aplicaciones del motor de jaula de ardilla
Los motores de inducción de jaula de ardilla se utilizan comúnmente en muchas aplicaciones industriales. Son especialmente adecuados para aplicaciones en las que el motor debe mantener una velocidad constante, ser de arranque automático o requerir poco mantenimiento.
Estos motores se utilizan comúnmente en:
- bomba centrífuga
- Accionamientos industriales (p. ej., cintas transportadoras en funcionamiento)
- Grandes sopladores y ventiladores
- herramienta mecanica
- Tornos y otros equipos de torneado
- Bombas centrífugas, ventiladores, sopladores, etc.
- En términos de accionamiento de compresores de aire, transportadores, bombas reciprocantes, trituradoras, mezcladoras, refrigeradores grandes, etc.
- Punzonadora, cizalla, excavadora, polipasto pequeño, etc.
Ventajas de los motores de jaula de ardilla
Algunas de las ventajas de los motores de inducción de jaula de ardilla son:
- Construcción simple y robusta
- Bajos costos iniciales y de mantenimiento
- mantener una velocidad constante
- Alta capacidad de sobrecarga
- Arreglo de inicio simple
- alto factor de potencia
- Baja pérdida de cobre del rotor
- Conversión eficiente de energía eléctrica en energía mecánica (durante el funcionamiento, no durante el arranque)
- pequeño y ligero
- tener una mejor regulación térmica
- A prueba de explosiones
Desventajas de los motores de jaula de ardilla
Las desventajas de los motores de inducción de jaula de ardilla son las siguientes.
- pobre control de velocidad
- Aunque son energéticamente eficientes cuando funcionan a plena carga, consumen mucha energía durante el arranque
- Son más sensibles a las fluctuaciones en el voltaje de suministro. Cuando cae la tensión de alimentación, el Motor de inducción sacar más corriente.Durante un pico de voltaje, el aumento de voltaje satura los elementos magnéticos del motor de inducción de jaula de ardilla.
- Cuentan con alta corriente de arranque y bajo par de arranque.
Entonces, eso es todo lo que necesita saber sobre los motores de jaula de ardilla y su aplicación en su sistema. Si le gustan los artículos en Linquip, no dude en compartir sus experiencias en la sección de comentarios. Preguntas ¿Podemos ayudarte? Regístrese en nuestro sitio web y obtenga algunos consejos profesionales de nuestros expertos.