Motores

APUNTES DE ELECTROTECNIA – Mario Jakas

TEMA 9: MOTORES ASÍNCRONOS.
9.1 Principios de funcionamiento de las máquinas asíncronas.
Las máquinas
asíncronas, de las que sólo existen motores puesto que los generadores son siempre
sincrónicos, son aquellas en las cuales la velocidad de rotación n puede ser diferente que la
síncrona ns, siendo ésta última la velocidad con la que gira el campomagnético dentro de la
cavidad en la que se aloja el rotor (ver figura 50).
El motor asíncrono, o de inducción, funciona precisamente gracias a las corrientes inducidas
sobre el rotor por ese campo magnético giratorio. Esto se muestra en la figura 50 de la
sección anterior, en donde se ha visto que cuando el bobinado estatórico se conecta a una
línea alterna trifásica, en la cavidad del motoraparece una serie de pares de polos
magnéticos que giran con velocidad síncrona nS.
Para ver esto, imaginemos que en el centro de la cavidad
del motor tenemos una espira en cortocircuito y que en
ese instante el campo magnético tiene la dirección y el
sentido que se muestra en la Figura 53. Dado que, a los
efectos del flujo, el campo magnético está dirigido hacia
abajo y aumentando segúntranscurre el tiempo, las leyes
de la inducción de Faraday y Lenz, nos dicen que sobre la
espira se inducirá una f.e.m., que a su vez dará origen a
una corriente eléctrica con un sentido igual al que se indica
en la figura.
En estas condiciones, si aplicamos la regla de mano
Figura 53
izquierda podemos deducir que sobre la espira aparecerá
un par de fuerzas que provocará que ésta gire en elmismo
sentido que el campo magnético. Obviamente, cuando la bobina adquiera una cierta
velocidad de rotación, la f.e.m. y por lo tanto la corriente
inducida disminuirá. Esto es así porque la velocidad con la que
varía el flujo magnético con respecto a la bobina habrá
disminuido en la misma proporción. Por otra parte, esto
significa que la velocidad de rotación del rotor se podrá
acercarse ans pero siempre será menor que ella.

En cualquier caso, podemos perfectamente imaginar un
motor eléctrico construido a partir de un rotor que
contiene espiras en cortocircuito que giran atraídas por el
campo giratorio de las bobinas estatóricas (ver Figura 54).
Figura 54
De hecho, basado en este principio se construye el motor
llamado de jaula de ardillas, en donde las espiras encortocircuito están formadas por un conjunto de
varillas de cobre unidas en sus extremos a dos
anillos también de cobre como se muestra en la
Figura 55. Abajo en la misma figura se muestra cómo la
jaula de ardilla finalmente se aloja dentro de un núcleo

de hierro (que aparece seccionado para mostrar
parte de la jaula) para aumentar la intensidad del
campo magnético alrededor de la jaula yaumentar el
rendimiento del motor.
Una magnitud usada en los motores es el llamado
deslizamiento del motor (δ), definido como

δ=

34

ns − n .
ns

Figura 55

(Ec. 18)

TEMA 9: Motores asíncronos.

El deslizamiento es una medida de cuánto difiere la velocidad de rotación del motor de la
síncrona. Un deslizamiento pequeño indica que el motor gira con una velocidad parecida a ns.
Losmotores asíncronos giran, a plena carga, con deslizamientos comprendidos entre el 5 al
10%.

9.2 Clases de diseño de motores asíncronos. Dependiendo de cómo y con qué
materiales se construya la jaula de ardilla o el bobinado del rotor se pueden obtener distintos
tipos de motores que difieren en su relación entre el par útil (Mu) y la velocidad de rotación
(n). Típicamente, se los clasificausando letras: A,
B, C o D.
La Figura 55 muestra de manera esquemática
cómo varía el par útil en función de la velocidad de
rotación para cada uno de esos motores.
Debe saberse que los motores solo pueden
funcionar en aquella parte de la curva Mu(n) en
donde la pendiente es negativa. Esto es así,
porque sólo cuando se da esta condición el motor
puede ajustar automáticamente su velocidad...