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

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

Definición de motor de inducción de jaula de ardilla

Un motor de inducción de jaula de ardilla es un motor con un rotor que se parece a una jaula de ardilla y funciona basado en el electromagnetismo. El rotor es un conjunto cilíndrico laminado de acero que contiene un metal altamente conductor como aluminio o cobre. Cuando la corriente alterna fluye a través de los devanados del estator, crea un campo magnético rotatorio. Este proceso induce una corriente eléctrica en el rotor, lo que genera su propio campo magnético, que interactúa con el campo del estator para crear par.

Principio de funcionamiento

Cuando se proporciona un suministro de energía trifásico a los devanados del estator, se establece un campo magnético rotatorio en el espacio. La velocidad a la que gira el campo magnético se llama velocidad síncrona.

Este campo magnético rotatorio induce un voltaje en las barras del rotor, por lo que comienza a fluir una corriente de cortocircuito en las barras del rotor. Estas corrientes del rotor generan un campo magnético propio que interactuará con el campo magnético del estator. Ahora, el campo del rotor intentará hacer lo contrario a su causa, por lo que el rotor comienza a seguir el campo magnético rotatorio.

Cuando el rotor captura el campo magnético rotatorio, la corriente del rotor disminuye a cero porque ya no hay movimiento relativo entre el campo magnético rotatorio y el rotor. Por lo tanto, en ese momento, la fuerza tangencial sobre el rotor es cero, por lo que el rotor se ralentiza temporalmente. Después de que el rotor se ralentiza, se restablece el movimiento relativo entre el rotor y el campo magnético rotatorio, por lo que se vuelve a inducir la corriente del rotor. Como resultado, la fuerza tangencial de la rotación del rotor se recupera nuevamente, por lo que el rotor comienza a seguir el campo magnético rotatorio nuevamente, de tal manera que el rotor mantiene una velocidad constante que es solo menor que la velocidad del campo magnético rotatorio o la velocidad de sincronización.

El deslizamiento mide la diferencia de velocidad entre el campo magnético rotatorio y el rotor. La frecuencia de la corriente del rotor es igual al deslizamiento multiplicado por la frecuencia del suministro de energía.

Estructura del motor de inducción de jaula de ardilla

El motor de inducción de jaula de ardilla consta de las siguientes partes:

• Estator

• Rotor

• Ventilador

• Royo

Estator

Consta de un devanado trifásico con un núcleo de hierro y una carcasa metálica. La posición del devanado lo hace eléctrica y mecánicamente 120° excepto en el espacio. Los devanados están montados en un núcleo de hierro laminado y proporcionan un camino de baja resistencia para el flujo magnético generado por la corriente alterna.

Rotor

Es la parte del motor que girará para proporcionar una salida mecánica a partir de una cantidad determinada de energía eléctrica. La potencia nominal del motor se indica en caballos de fuerza en la placa de identificación. Consiste en un eje, barras de cobre/aluminio en cortocircuito y un núcleo de hierro. El núcleo del rotor está laminado para evitar pérdidas de potencia debido a las corrientes de Foucault y la histeresis. Los conductores están inclinados para evitar el efecto de dentado durante la operación de arranque y para proporcionar una mejor relación de conversión entre el estator y el rotor.

Ventilador

El ventilador está unido a la parte trasera del rotor para proporcionar intercambio de calor, manteniendo así la temperatura del motor dentro de los límites.

Royo

Los royes se proporcionan como base para el movimiento del rotor y mantienen la rotación suave del motor.

Aplicación del motor de inducción de jaula de ardilla

• Bomba centrífuga

• Accionamientos industriales (por ejemplo, para mover bandas transportadoras)

• Gran soplador y ventilador

• Herramienta de máquina

• Tornos y otros equipos de torneado

Ventajas de los motores de inducción de jaula de ardilla

• Son de bajo costo

• Requieren menos mantenimiento (porque no tienen anillos deslizantes ni cepillos)

• Buena regulación de velocidad (mantienen una velocidad constante)

• Alta eficiencia en la conversión de energía eléctrica a energía mecánica (en tiempo de ejecución, no en el arranque)

• Tiene una mejor regulación térmica (es decir, no se calienta tanto)

• Compacto y ligero

• A prueba de explosiones (porque no hay cepillo para eliminar el riesgo de chispas)

Desventajas de los motores de inducción de jaula de ardilla

• El control de velocidad es muy pobre

• Aunque son muy eficientes energéticamente cuando operan a plena carga, consumen mucha energía al arrancar

• Son más sensibles a las fluctuaciones de tensión de suministro. Cuando la tensión de suministro se reduce, la máquina de inducción consume más corriente. Durante los sobretensiones, el aumento de la tensión satura los componentes magnéticos del motor de inducción de jaula de ardilla

• Tienen las características de alta corriente de arranque y diferencia de par de arranque (la corriente de arranque puede ser 5-9 veces la corriente a plena carga; el par de arranque puede ser 1.5-2 veces el par a plena carga)

Cambio de diseño

Al cambiar la forma de las barras del rotor, se pueden personalizar fácilmente las características de rendimiento del motor, como la velocidad y el par, para cumplir con requisitos específicos.

Resumen

Al elegir un motor de inducción de jaula de ardilla, es necesario considerar factores como el tipo de carga, los requisitos de suministro de energía y voltaje, las condiciones ambientales y climáticas, el nivel de protección y los requisitos a prueba de explosiones, y los requisitos de mantenimiento y servicio. En primer lugar, según el tipo de carga real, se debe elegir el motor adecuado, por ejemplo, para cargas de alto par y baja velocidad, se puede elegir un motor de gran potencia; para cargas de alta velocidad y bajo par, se debe elegir un motor de pequeña potencia. Al mismo tiempo, es necesario considerar los requisitos de suministro de energía y voltaje, para que los niveles de potencia y voltaje del motor coincidan con los escenarios de aplicación reales.