Funcionamiento y Tipos de Motores de Inducción (Asíncronos): Estator, Rotor y Clases de Diseño

Motores Asíncronos (Motores de Inducción)

Los motores de inducción, también llamados motores asíncronos, son un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por inducción electromagnética del campo magnético de la bobina del estator. Por lo tanto, un motor de inducción no requiere una conmutación mecánica aparte de su misma excitación o para todo o parte de la energía transferida del estator al rotor, como ocurre en los motores de corriente continua (DC) y motores síncronos grandes.

Partes Fundamentales del Motor Asíncrono

Constitución del Circuito Magnético

La parte fija del circuito magnético (estator) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que lo envuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estator van dispuestas unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente.

En el interior del estator va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente.

El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posible.

Circuitos Eléctricos

Los dos circuitos eléctricos van situados uno en las ranuras del estator (primario) y otro en las del rotor (secundario), que está cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por:

1. Bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la máquina directamente.
2. Barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.

Motores Asíncronos Monofásicos

También existen motores asíncronos monofásicos, en los cuales el estator tiene un devanado monofásico y el rotor es de jaula de ardilla. Son motores de pequeña potencia y en ellos, el campo magnético es igual a la suma de dos campos giratorios iguales que rotan en sentidos opuestos. Estos motores monofásicos no arrancan por sí solos, por lo cual se debe disponer algún medio auxiliar para el arranque.

Clasificación de Motores Asíncronos por Diseño

A continuación, se detallan las clases de diseño más comunes para motores de inducción:

Diseño Clase A

Es un motor de jaula de ardilla para usarse a velocidad constante. Sus principales características son:

• Buena capacidad de disipación de calor.
• Alta resistencia y baja reactancia al arranque.
• El par máximo está entre 200% y 300% del par de plena carga y ocurre a un bajo deslizamiento.
• Aceleración bastante rápida hacia la velocidad nominal.

Diseño Clase B

Se les llama motores de propósito general y a este tipo pertenecen la mayoría de los motores con rotor de jaula de ardilla.

• Par de arranque normal, baja corriente de arranque y bajo deslizamiento.
• Produce casi el mismo par de arranque que el diseño anterior (Clase A).
• El par máximo es mayor o igual al 200% del par de carga nominal.

Diseño Clase C

Se utilizan para cargas con alto par de arranque, como compresores y transportadores.

• Alto par de arranque (entre 2 y 2.5 veces el nominal) con bajas corrientes de arranque (de 3.5 a 5 veces la nominal).
• Son construidos con un rotor de doble jaula (más costosos).
• Bajo deslizamiento (menos del 5%) a plena carga.
• Debido a su alto par de arranque, acelera rápidamente.

Diseño Clase D

También conocidos como motores de alto par y alta resistencia.

• Alto par de arranque (275% o más del nominal) y baja corriente de arranque.
• Alto deslizamiento a plena carga.

También existen las clases E y F, llamados motores de inducción de arranque suave, pero que hoy en día se consideran obsoletos.