La invención de los motores asíncronos ha revolucionado la civilización humana. Hoy, vamos a explorar el funcionamiento interno de los motores asíncronos. Los motores asíncronos se componen principalmente de dos componentes: el estator y el rotor. El estator es una bobina con tres devanados que se alimenta con electricidad de CA trifásica.
El devanado pasa por las ranuras del estator, que están formadas por láminas delgadas de acero apiladas con alta permeabilidad. Cuando la corriente trifásica fluye a través de este devanado, crea un campo magnético giratorio, que es la causa de la rotación del rotor. Para comprender cómo se genera el campo magnético giratorio y sus características, se puede simplificar el estator.
Tres bobinas están conectadas a intervalos de 120 grados, creando un campo magnético alrededor de ellas cuando pasa una corriente a través de ellas. Cuando se aplica una fuente de alimentación trifásica a esta disposición especial, el campo magnético generado cambia de dirección con la corriente alterna en momentos específicos. Al comparar estos tres ejemplos, podemos observar un campo magnético giratorio con una intensidad uniforme. La velocidad a la que gira el campo magnético se conoce como velocidad sincrónica. Consideremos un conductor cerrado colocado dentro de este campo magnético giratorio.
Según la ley de Faraday, un campo magnético variable induce una fuerza electromotriz en un circuito, que a su vez genera una corriente eléctrica. Este fenómeno es similar a un bucle que transporta corriente en un campo magnético, que crea una fuerza electromagnética sobre el bucle y hace que comience a girar. El mismo fenómeno ocurre en un motor asíncrono, donde en lugar de un bucle simple, se utiliza algo parecido a una jaula de ardilla. Un campo magnético giratorio se crea mediante la corriente alterna trifásica que pasa a través del estator.
En el ejemplo anterior, la corriente se inducirá en las barras de jaula de ardilla del anillo terminal cortocircuitado. En consecuencia, el rotor comenzará a girar. Esta es la razón por la que este tipo de motor se denomina motor de inducción.
En lugar de conectarse directamente al rotor para generar electricidad, se utiliza la inducción electromagnética. Para lograrlo, se rellenan el rotor con láminas de hierro aislantes. Al utilizar estas láminas de hierro de tamaño pequeño, el motor de inducción minimiza las pérdidas por corrientes parásitas y ofrece ventajas significativas. Básicamente, arranca por sí solo, ya que tanto el campo magnético como el rotor giran. Sin embargo, ¿a qué velocidad gira el rotor?
Para obtener la respuesta a esta pregunta, debemos considerar diferentes escenarios. Consideremos el caso en el que la velocidad del rotor es la misma que la velocidad del campo magnético. Como ambos giran a la misma velocidad, el campo magnético nunca cortará el circuito. Por lo tanto, no se generará ninguna fuerza electromotriz o corriente inducida. Esto dará como resultado que la potencia se convierta en las barras del rotor. El rotor se ralentizará gradualmente y, a medida que disminuya la velocidad, el campo magnético cortará el circuito del rotor. Como resultado, la corriente y la fuerza inducidas aumentarán nuevamente. Entonces, el rotor se acelerará. En resumen, el rotor nunca podrá alcanzar la velocidad del campo magnético.
