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4.3.- Motores de corriente alterna

Los motores de corriente alterna asíncronos son los más utilizados en la actualidad, debido a su excelente rendimiento, fácil mantenimiento y sencillez de construcción. Tambien se emplean, aunque en menor grado y en aplicaciones específicas, los motores síncronos, en los cuales el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético giratorio.

Motores asíncronos

Constitución:
Como todas las máquinas rotativas, consta de una parte fija llamada estator y de una  parte móvil llamada rotor. En el estator están colocadas las bobinas que generan un campo magnético giratorio. En el rotor se coloca un bloque de chapas ferromagnéticas ranuradas, sobre las que se inyecta aluminio, formando unas espiras en cortocircuito denominadas jaula de ardilla.

Ilustración de sección de un motor asíncrono
Wikipedia. (CC0)
Ilustración de los componentes de un motor asíncrono
Wikipedia. (CC0)

Funcionamiento:

Supongamos un estator elemental, formado por tres espiras desfasadas 120o, a la que se les aplica una corriente trifásica. Cada corriente genera un campo magnético y un flujo en su espira.

Combinando los flujos magnéticos de las espiras se obtiene uno principal. Se observa que el flujo total es constante en valor a lo largo del tiempo, pero que va girando conforme avanza la secuencia de fases.

En esta máquina elemental, si la frecuencia es 50Hz, hace un ciclo en 0,02 segundos, que es el tiempo que tarda en girar el flujo, es decir, la velocidad de giro del flujo es de 50 revoluciones por segundo o 3000 rpm. Esta máquina elemental tiene un par de polos por espira. A la velocidad del flujo se le denomina velocidad de sincronismo y se relaciona con la frecuencia y el número de pares de polos de la máquina.

Un motor asíncrono tiene un número de polos par, el número de pares de polos puede ser 1, 2,3, 4.... Y las velocidades de sincronismo correspondientes son:

P 1 2 3 4 5 6
n (rpm) 3000 1500 1000 750 600 500

El campo magnético giratorio induce unas corrientes en el rotor. Estas corrientes en combinación con el campo magnético generan (inducen) una fuerza y un par que hace girar el motor en el mismo sentido que lo hace el flujo magnético.

El rotor sigue al campo magnético, pero nunca gira a la misma velocidad que él, ya que si lo hiciera, no se induciría corriente en el rótor y no se generaría par de giro.

Para vencer las fuerza de rozamiento de debidas a los rodamientos y a la ventilación, es preciso que se genere un par y que la velocidad del rotor sea inferior a la del flujo.

Como el rotor nunca gira a la velocidad de sincronismo, estos motores se llaman asíncronos. La velocidad es próxima a la de sincronismo, pero no igual. Es más próxima cuanto menor sea el par resistente que tenga que vencer. Será máxima en vacío y menor a potencia nominal.

Para saber más

Un variador de frecuencia es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor.

Os adjunto dos ejemplos interactivos de variadores de frecuencia, su actuación para con un Depósito y un sistema de aire acondicionado en un Colegio.