Qué es un motor de inducción de jaula de ardilla y su funcionamiento

Una máquina que convierte la energía eléctrica en energía mecánica se llama motor eléctrico. Tienen un diseño sencillo, son fáciles de utilizar, tienen un bajo coste, un alto rendimiento, poco mantenimiento y son fiables. Los motores de inducción trifásicos son uno de los tipos y se diferencian de otros tipos de motores eléctricos. La principal diferencia es que no hay conexión eléctrica del bobinado del rotor a ninguna fuente de alimentación. La corriente y la tensión necesarias en el circuito del rotor se proporcionan por inducción desde el bobinado del estator. Esta es la razón por la que se denomina motor de inducción. Este artículo describe el motor de inducción de jaula de ardilla, que es uno de los tipos de motor de inducción trifásico.


¿Qué es el motor de inducción de jaula de ardilla?

Definición: El motor de jaula de ardilla es uno de los tipos de motores de inducción. Para generar movimiento, endurece el electromagnetismo. El eje de salida está conectado al componente interior del rotor, que tiene el aspecto de una jaula. De ahí que se llame jaula de ardilla. Las tapas de dos extremos, es decir, de forma circular, están unidas por barras del rotor. Éstas actúan en función del CEM, es decir, generado por el estator. Este CEM también se genera en la carcasa exterior, que está hecha de chapas metálicas laminadas y bobinas de alambre. Las dos partes principales de cualquier tipo de motor de inducción son el estator y el rotor. La jaula de ardilla es un método sencillo para conseguir un efecto de inducción electromagnética. A continuación se muestra un motor de inducción de jaula de ardilla de 4 polos.

Motor de inducción de jaula de ardilla

Principio de funcionamiento del motor de inducción de jaula de ardilla

El funcionamiento del motor de inducción de jaula de ardilla se basa en el principio del electromagnetismo. Cuando se alimenta el devanado del estator con una corriente alterna trifásica, se produce un campo magnético giratorio (RMF) que tiene una velocidad denominada velocidad sincrónica. Este RMF provoca una tensión inducida en las barras del rotor. Por ello, fluye una corriente de cortocircuito. Debido a estas corrientes del rotor, se genera un campo magnético propio que interactúa con el campo del estator. Ahora, según el principio, el campo del rotor empieza a oponerse a su causa. cuando el RMF capta el momento del rotor, la corriente del rotor cae a cero. Entonces no habría ningún momento relativo entre el rotor y la RMF.

Por lo tanto, la fuerza tangencial nula es experimentada por el rotor y se reduce durante un momento. Tras esta reducción del momento del rotor, la corriente del rotor se induce de nuevo por la reconstrucción del movimiento relativo entre la RMF y el rotor. Por lo tanto, la fuerza tangencial del rotor para la rotación se restablece y comienza a seguir a la RMF. En este caso, el rotor mantiene una velocidad constante, que es menor que la velocidad de la RMF y la velocidad sincrónica. Aquí, la diferencia entre la velocidad de la RMF y la del rotor se mide en forma de deslizamiento. La frecuencia final del rotor se obtiene multiplicando el deslizamiento y la frecuencia de alimentación.

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Construcción del motor de inducción de jaula de ardilla

Las piezas necesarias para la construcción del motor de inducción de jaula de ardilla son el estator, el rotor, el ventilador y los cojinetes. El estator está formado por un devanado trifásico separado mecánica y eléctricamente 120 grados, con carcasa y núcleo metálicos. Para proporcionar el camino de baja reluctancia para el flujo generado por la corriente alterna, el devanado se monta en el núcleo de hierro laminado.

Piezas de motor
Piezas de motor

El rotor convierte la energía eléctrica dada en salida mecánica. El eje, un núcleo y barras de cobre cortocircuitadas son las partes del rotor. Para evitar la histéresis y las corrientes parásitas que provocan pérdidas de potencia, el rotor está laminado. Y para evitar el cogging, los conductores están sesgados, lo que también ayuda a conseguir una buena relación de transformación.

Construcción de motores
Construcción de motores

Un ventilador acoplado en la parte posterior del rotor para el intercambio de calor ayuda a mantener bajo un límite la temperatura del motor. Para una rotación suave, el motor dispone de cojinetes.

Diferencia entre el motor de inducción de jaula de ardilla y los motores de inducción de anillo deslizante.

Motor de inducción de jaula de ardilla

Motor de inducción de anillos rozantes

La construcción del motor de inducción de jaula de ardilla es sencilla y robusta.La construcción de los motores de inducción de anillo colector necesita anillos colectores, escobillas, dispositivo de cortocircuito, etc.
Este tipo de motor tiene menos voladizo y mejor factor de espacio en las ranuras.Estos motores tienen el mayor voladizo y un pobre factor de espacio en las ranuras.
El coste y el mantenimiento son menores.El coste es mayor.
Mayor eficiencia (en el caso de máquinas no diseñadas para un alto par de arranque)Baja eficiencia y más pérdidas de cobre.
Pequeñas pérdidas de cobre y mejor factor de potencia.Factor de potencia pobre y mejorable al principio.
El factor de refrigeración es mejor debido a sus anillos extremos desnudos y a la disponibilidad de más espacio para los ventiladores del rotor.El factor de refrigeración no es del todo eficiente.
Estos motores tienen una mejor regulación de la velocidad, un arranque sencillo y un par de arranque bajo con una corriente de arranque elevadaLa regulación de la velocidad es deficiente cuando funciona con resistencias externas en el circuito del rotor. El motor necesita anillos rozantes, engranaje de escobillas, dispositivo de cortocircuito y resistencias de arranque, etc. Posibilidad de aumentar el par de arranque debido a las resistencias externas en el circuito del rotor.
El factor de potencia es pobre en el arranqueEl factor de potencia puede mejorarse.
No hay posibilidad de controlar la velocidad.El control de la velocidad es posible mediante la inserción de resistencias externas en el circuito del rotor.
A prueba de explosiones contra la protección.A prueba de explosiones contra la protección.
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Clasificación del motor de inducción de jaula de ardilla

Para cumplir los requisitos de la industria, los motores de inducción de jaula de ardilla trifásicos tienen una potencia de hasta 150 KW a varias frecuencias, tensiones y velocidades estándar. En función de sus características eléctricas, estos motores se dividen en 6 tipos, como se explica a continuación,

Diseño de clase A

Este tipo de motores tiene una baja resistencia, reactancia y deslizamiento, y un mayor rendimiento a plena carga. La principal desventaja es la elevada corriente de arranque, que es de 5 a 8 veces la corriente a plena carga a la tensión nominal. Estos motores se utilizan mucho en potencias pequeñas para máquinas herramienta, bombas centrífugas, ventiladores, sopladores, etc.

Diseño de clase B

Estos motores tienen una alta reactancia y funcionan en el rango de 5-150KW. Estos motores pueden ser sustituidos por motores de clase A para las nuevas instalaciones, ya que sus características son similares a las de los motores de clase A y tienen la misma corriente de arranque. (alrededor de 5 veces la corriente a plena carga a la tensión nominal).

Diseño de clase C

Estos motores se conocen como motores de doble jaula que tienen un alto par de arranque con una baja corriente de arranque. Las aplicaciones de los motores de clase C son el accionamiento de compresores de aire, transportadores, bombas alternativas, trituradoras, mezcladoras, grandes máquinas frigoríficas, etc.

Diseño de clase D

Estos motores son motores de jaula de ardilla con alta resistencia. Por lo tanto, dan un alto par de arranque con una baja corriente de arranque. Estos motores tienen un bajo rendimiento de funcionamiento y están limitados para accionar cargas intermitentes con un alto grado de aceleración y cargas de alto impacto, como prensas punzonadoras, cizallas, bulldozers, pequeños polipastos, etc.

Diseño de clase E

Estos motores funcionan con un par de arranque bajo, una corriente de arranque normal y también un deslizamiento bajo con carga nominal.

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Diseño de clase F

Estos motores funcionan con un par de arranque bajo, una corriente de arranque baja y un deslizamiento normal.

Ventajas

Las ventajas de un motor de inducción de jaula de ardilla son las siguientes

  • Construcción sencilla y robusta.
  • El bajo coste inicial y de mantenimiento.
  • Mantiene una velocidad constante.
  • La capacidad de sobrecarga es alta.
  • Disposición de arranque simple.
  • Alto factor de potencia.
  • Baja pérdida de cobre en el rotor.
  • Alta eficiencia.

Desventajas

Las desventajas de un motor de inducción de jaula de ardilla son las siguientes

  • Motor
  • Corriente de arranque elevada
  • Muy sensible a las fluctuaciones de la tensión de alimentación
  • Bajo factor de potencia con cargas ligeras.
  • El control de la velocidad es muy difícil
  • Par de arranque muy pobre debido a su baja resistencia del rotor.

Aplicaciones

Las aplicaciones del motor de inducción de jaula de ardilla son las siguientes

  • Adecuado para accionamientos industriales de pequeña potencia en los que no se requiere el control de la velocidad, como en maquinaria de imprenta, molinos de harina y otros accionamientos de eje de pequeña potencia.
  • Bombas centrífugas, ventiladores, sopladores, etc
  • En el accionamiento de compresores de aire, transportadores, bombas alternativas, trituradoras, mezcladoras, grandes máquinas frigoríficas, etc.
  • Prensas punzonadoras, cizallas, bulldozers, pequeños elevadores, etc.

Preguntas frecuentes

1) ¿Por qué se llama motor de inducción de jaula de ardilla?

Como tiene un rotor con forma de jaula de ardilla, se llama motor de inducción de jaula de ardilla.

2) ¿Cuál es la diferencia entre un motor de jaula de ardilla y un motor de inducción?

La diferencia entre el motor de inducción de jaula de ardilla y el motor de inducción es el tipo de rotor utilizado para su construcción.

3) ¿Para qué sirve el motor de inducción de jaula de ardilla?

Se utiliza para aumentar el par de arranque del motor y para disminuir el tiempo de aceleración.

4) ¿Un motor de jaula de ardilla es de CA o de CC?

Es un motor de inducción de jaula de ardilla de CA

5) ¿Por qué los motores utilizan láminas?

Para reducir las corrientes parásitas, los motores utilizan laminados.

Así pues, se trata de la jaula de ardilla motor de inducción – definición, funcionamiento, principio de funcionamiento, construcción, diferencias entre los motores de inducción de jaula de ardilla y de anillo deslizante, clasificación, ventajas, desventajas y aplicaciones. Aquí tienes una pregunta: «¿Cuál es el funcionamiento de los motores de inducción de anillos rozantes?»

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