Sobre que principio funciona o motor de indución?

O motor de indución é un tipo amplamente utilizado de motor AC cuxo principio de funcionamento está baseado na lei da indución electromagnética. A continuación, presenta unha explicación detallada do funcionamento dun motor de indución:

1. Estructura

Un motor de indución consta principalmente de dúas partes: o estator e o rotor.

Estator: O estator é a parte estacionaria, xeralmente composta por núcleos de ferro laminados e enrolamentos trifásicos incrustados nas ranuras do núcleo de ferro. Os enrolamentos trifásicos están conectados a unha fonte de corrente alternativa trifásica.

Rotor: O rotor é a parte rotativa, xeralmente feita de barras condutoras (tipicamente aluminio ou cobre) e aneis de extremo, formando unha estrutura de jaula de esquilo. Esta estrutura chámase "rotor de jaula de esquilo".

2. Principio de Funcionamento

2.1 Xeración dun Campo Magnético Rotativo

Fonte de Corrente Alternativa Trifásica: Cando se aplica unha fonte de corrente alternativa trifásica aos enrolamentos do estator, xéranse correntes alternativas nos enrolamentos do estator.

Campo Magnético Rotativo: Segundo a lei de Faraday da indución electromagnética, as correntes alternativas nos enrolamentos do estator producen un campo magnético que varía no tempo. Dado que a corrente alternativa trifásica ten unha diferenza de fase de 120 graos, estes campos magnéticos interaccionan para formar un campo magnético rotativo. A dirección e a velocidade deste campo magnético rotativo dependen da frecuencia da fonte de alimentación e da disposición dos enrolamentos.

2.2 Corrente Inducida

Corte de Liñas de Fluxo Magnético: O campo magnético rotativo corta as liñas de fluxo magnético nos conductores do rotor. Segundo a lei de Faraday da indución electromagnética, isto induce unha forza electromotriz (FEM) nos conductores do rotor.

Corrente Inducida: A FEM inducida xera unha corrente nos conductores do rotor. Como os conductores do rotor forman un circuito pechado, a corrente inducida fluye a través dos conductores.

2.3 Xeración de Parel

Forza de Lorentz: Segundo a lei de Lorentz, a interacción entre o campo magnético rotativo e a corrente inducida nos conductores do rotor produce unha forza, que fai que o rotor rote.

Parel: Esta forza xera parel, facendo que o rotor rote na dirección do campo magnético rotativo. A velocidade do rotor é lixeiramente menor que a velocidade síncrona do campo magnético rotativo porque é necesario un certo deslizamento para xerar suficiente corrente inducida e parel.

3. Deslizamento

Deslizamento: O deslizamento é a diferenza entre a velocidade síncrona do campo magnético rotativo e a velocidade real do rotor. Exprésase pola fórmula:

Onde:

s é o deslizamento ns é a velocidade síncrona (en revoluciós por minuto)

nr é a velocidade real do rotor (en revoluciós por minuto)

Velocidade Síncrona: A velocidade síncrona 

ns determinase pola frecuencia 

f da fonte de alimentación e polo número de pares de pólos 

p no motor, calculada pola fórmula:

4. Características

Características de Arranque: Durante o arranque, o deslizamento está próximo de 1, e a corrente inducida nos conductores do rotor é alta, xerando un gran parel de arranque. A medida que o rotor acelera, o deslizamento diminúe, e a corrente inducida e o parel tamén diminúen.

Características de Funcionamento: En operación estable, o deslizamento é xeralmente pequeno (0,01 a 0,05), e a velocidade do rotor está próxima da velocidade síncrona.

5. Aplicacións

Os motores de indución son ampliamente utilizados en varias aplicacións industriais e domésticas debido á súa estructura simple, funcionamento fiábel e facilidade de mantemento. As aplicacións comúns inclúen ventiladores, bombas, compresores e cintas transportadoras.

Resumo

O principio de funcionamento dun motor de indución está baseado na lei da indución electromagnética. Xérase un campo magnético rotativo pola corrente alternativa trifásica nos enrolamentos do estator. Este campo magnético rotativo induce unha corrente nos conductores do rotor, que xera parel, facendo que o rotor rote.