motor de inducción

Un motor de inducción convierte la corriente alterna directamente en rotación mecánica mediante inducción electromagnética, sin requerir contactos eléctricos entre el estator estacionario y el rotor giratorio. El devanado del estator, energizado por la red de CA, crea un campo magnético giratorio; este campo atraviesa las barras conductoras del rotor (generalmente de aluminio o cobre) e induce corrientes en ellas. Esas corrientes inducidas generan su propio campo magnético, que reacciona contra el campo del estator para producir par. El rotor nunca alcanza la velocidad del campo giratorio, un deslizamiento que suele oscilar entre el 2 y el 5 por ciento a plena carga, dependiendo del diseño del motor.

Dos tipos principales de construcción dominan el uso industrial. El rotor de jaula de ardilla, con mucho el más común, consta de barras de cobre o aluminio incrustadas en ranuras alrededor del núcleo del rotor y cortocircuitadas en los extremos por anillos conductores; es robusto, barato y no requiere mantenimiento. El rotor bobinado tiene bobinas de devanado reales y anillos rozantes, lo que permite insertar resistencia externa en el circuito del rotor para un mejor par de arranque y control de velocidad, aunque este diseño cuesta más y necesita mantenimiento de las escobillas.

Por qué los motores de inducción prevalecen en la industria

Los motores de inducción dominan porque son simples, fiables y baratos. A diferencia de los motores de CC, no tienen conmutador ni escobillas que se desgasten, y el tipo de jaula de ardilla esencialmente no tiene escobillas en absoluto. Arrancan de forma fiable con la red de CA sin equipos de control elaborados, y toleran golpes mecánicos y entornos sucios. Los motores de CA trifásicos ofrecen una potencia constante y no requieren una gestión de suministro pulsante. Los tamaños de bastidor y las clasificaciones estándar significan que las piezas de repuesto están en todas partes, y los motores eléctricos se construyen para cumplir con estas convenciones.

La corriente de arranque es una desventaja conocida: el arranque directo consume de 5 a 7 veces la corriente a plena carga durante varios segundos, lo que estresa el suministro y los componentes mecánicos. Los arrancadores suaves o los variadores de frecuencia (VFD) suavizan esto, pero añaden costo y complejidad. Con carga ligera, los motores de inducción funcionan con menos eficiencia que cargados; el deslizamiento significa que siempre consumen energía incluso cuando apenas están funcionando.

El nombre refleja cómo funciona el motor: la corriente en el rotor es inducida por el campo magnético cambiante del estator, no se le entrega a través de contactos eléctricos. Este principio de inducción, explicado por la ley de Faraday, fue el avance que hizo prácticos los motores de CA. Hoy en día, los motores de inducción varían desde fracciones de caballo de fuerza (unos pocos vatios) en electrodomésticos hasta miles de kilovatios en bombas, ventiladores y compresores industriales, impulsando alrededor de dos tercios de todo el movimiento mecánico en la fabricación.