Partes de un motor de jaula de ardilla Los motores de jaula de ardilla constan de dos partes fundamentales:
El estátor , parte fija de la máquina, compuesta de una serie de chapas magnéticas aisladas entre sí para evitar la corrientes de Foucault Foucault,, con una serie de ranuras interiores en las que se alojan los debanados de excitación, con un número de fases igual a las de la corriente eléctrica a la que esté conectado el motor.
Estátor de un motor de jaula d e ardila
El rotor , parte móvil de la máquina, constituida por unas barras de cobre o aluminio unidas en sus extremos por un disco de idéntico material. Es importante hacer notar que en este tipo de rotor no existen escobillas de conexión que permitan la conexión del rotor con el exterior, tal y como ocurre en el motor trifásico asíncrono de rotor bobinado.
Rotor de motor de jaula de ardilla
En el momento del arranque estos motores poseen un par relativamente pequeño, mientras que la intensidad abasobida de la red el elevada.
La inducción magnética el estator del motor se desplaza de forma circular. Esa velocidad velocidad de giro nos da la velocidad de sincronismo sincronismo del del motor n1, n1, que es función de la frecuencia f de de la red eléctrica que alimenta el motor. La expresión que nos da el valor de dicha velocidad de sincronismo es:
Como expresión general se suele modificar dividiendo esta formula entre el número de pares de polos p que p que tenga el estator, obteniendo:
El campo magnético giratorio induce en el rotor fuerzas electromotrices, y debido a que las barras que constituyen la jaula de ardilla forman un circuito cerrado, se generan corrientes eléctricas que obligan al rotor a moverse en el sentido de giro del campo magnético del estator. La velocidad de giro del rotor n2 es algo menor a la velocidad de sincronismo n1(valores menores de un 5 % por lo general), dando lugar al concepto de deslizamiento s:
¿Qué ocurriría si el rotor girara exactamente a la misma velocidad que el campo magnético del estator?
¿Cuáles de las siguientes afirmaciones, relativas a un motor eléctrico de jaula de ardilla, son correctas? El motor de jaula de ardilla es poco robusto pero barato Correcto El rotor está constituido por chapas magnéticas aisladas entre sí Incorrecto! El rotor no tiene escobillas que establezcan la conexión con el exterior Correcto El par de arranque es pequeño y la intensidad absorbida en el arranque elevada Incorrecto!
Es un motor robusto y barato, muy utilizado industrialmente. El estátor está constituido por chapas magnéticas aisladas entre sí para evitar la corrientes de Foucault. La potencia absorbida o potencia de entrada en un motor asíncrono de jaula de ardilla conectado a una línea de corriente trifásica viene dada por la expresión:
P = √3 . V L . IL . cosφ donde VL es la tensión de línea, I L la intensidad e línea y cos φ el factor de potencia del motor. Las pérdidas en los devanados del rotor y el estator vendrán dadas por la expresión: 2
Pcu = m . If . R donde m es el número de fases de la red que alimenta al motor, If la intensidad de fase y R el valor de la resistencia de dichos bobinados o de la jaula de ardilla.
Además habrá que añadir las pérdidas en el hierro Pfe debidas a los efectos de histéresis y a las corrientes de Foucault y las pérdidas mecánicas Pmec originas por los rozamientos. Estos dos tipos de pérdidas son difíciles de cuantificar en tanto que no corresponden a una expresión matemática concreta. Si restamos todas estas pérdidas de la potencia de entrada tendremos la potencia útil Pu, que nos permite obtener el rendimiento de la máquina: = Pu / P Se puede absorber menos intensidad en el arranque de un motor asíncrono de jaula de ardilla por insersión de resistencias en el circuito rotórico. Verdadero Falso Correcto! No es posible ya que el rotor no tiene contacto eléctrico directo con la red por medio de escobillas o anillos rozantes.
En un motor asíncrono monofásico podemos variar la velocidad de sincronismo y con ello la velociad de giro del motor. Verdadero Falso Correcto! Es verdadero porque aunque no es posible variar el número de pares de polos (al ser monofásico siempre sería uno) sí podemos cambiar la frecuencia de alimentación.
Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Unmotor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas). La base del rotor se construye de un apilado hierro de laminación. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más. Los devanados inductores en el estátor de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor . El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En efecto el rotor se lleva alrededor el campo magnético pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.
A menudo, los conductores se inclinan le vemente a lo largo de la longitud del r otor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras. El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. En estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las laminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corrientes de Foucault (en inglés, 'eddy current'). El material, un acero bajo en carbono pero alto en silicio, con varias veces la resistencia del hierro puro, en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis. El mismo diseño básico se utiliza para los motores monofásicos y trifásicos sobre una amplia gama de tamaños. Los rotores para trifásica tienen variaciones en la profundidad y la forma de barras para satisfacer los requerimientos del diseño. Este motor es de gran utilidad en variadores de velocidad.
