Motores Asíncronos Trifásicos: Funcionamiento, Tipos y Arranque
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Motores Asíncronos Trifásicos
Su principio de funcionamiento se basa en los campos magnéticos giratorios que se producen al circular la corriente alterna por los devanados del estator. La velocidad de este campo magnético (ns) induce una variación del flujo magnético sobre las espiras del rotor, generando una fuerza electromotriz (FEM). A su vez, estas FEM inducen una corriente que hace girar el motor.
Partes del Motor
- Estator: Es la parte fija de la máquina, formada por una serie de láminas de acero al silicio aisladas entre sí. Aquí se coloca un devanado trifásico distribuido en ranuras. Dispone de un número par de polos.
- Rotor: Elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Consiste en un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete.
Conceptos Clave
- Desviación (s): ns - n
- Deslizamiento relativo: (ns - n) / ns
- Par motor: Fuerza de un motor sobre el eje de transmisión.
- Par resistente: Oposición que ejerce la carga al movimiento; momento de fuerza vencido por el par motor.
- Par de arranque: Desarrollado por el motor para romper la inercia y girar.
- Par nominal: Producido por el motor para desarrollar su potencia.
Tipos de Motores
- Jaula de ardilla: Formado por una serie de conductores de cobre o aluminio puestos en cortocircuito por dos anillos laterales. Son sencillos, baratos, duros y económicos.
- Anillos rozantes: Devanado trifásico distribuido en ranuras similar al estator. Los terminales están conectados a tres anillos colectores que giran junto al rotor. Las escobillas se pueden conectar a resistores en serie durante el arranque con el devanado del rotor.
Arranque del Motor
Si se conecta un motor a la red directamente, absorberá una corriente muy fuerte, lo que puede dañar tanto al motor como a la línea. Para regular esto, según la normativa, existen diferentes métodos de arranque:
Para motores de jaula de ardilla:
- Arranque directo: Motores hasta 5,5 KW. La corriente de arranque (Ia) es de 3 a 8 veces mayor que la corriente nominal (In).
- Arranque estrella-triángulo: Reduce la tensión de alimentación.
- Intercalando una resistencia en cada fase: Reduce la tensión de alimentación.
- Autotransformador: Reduce la tensión en el momento de arranque.
- Electrónico: Utiliza dos tiristores en antiparalelo en fase con cada bobina del estator.
Para motores de anillos rozantes:
Se intercalan varios grupos de resistencias en el circuito del rotor, de forma que el motor arranca con toda la resistencia intercalada. A medida que el motor adquiere revoluciones, se eliminan grupos de resistencia hasta alcanzar la velocidad nominal.
Cambio de Giro
Se intercambian dos conductores cualesquiera de los tres que alimentan el motor, cambiando así el sentido del campo magnético giratorio.
Control de Velocidad
La velocidad es constante cuando el motor está conectado a la red, y depende de sus características (par, velocidad, número de polos y carga). El control de velocidad se puede variar con la frecuencia mediante variadores de frecuencia, que son circuitos electrónicos.