motor de jaula de ardilla

Un motor de jaula de ardilla es un motor de inducción asíncrono en el que el rotor consiste en un núcleo de hierro cilíndrico con barras de aluminio o cobre incrustadas paralelas a su eje, conectadas en ambos extremos por anillos conductores. La corriente se induce directamente en estas barras por el campo magnético giratorio creado por los devanados del estator, eliminando la necesidad de escobillas, anillos colectores o excitación externa. El nombre deriva de la semejanza del conjunto del rotor con una rueda de hámster.

Las barras del rotor suelen ser de aluminio fundido o cobre de alta conductividad, con conexiones de barra a anillo que permiten que la corriente fluya en bucles cerrados. Cuando la corriente alterna trifásica energiza los devanados del estator, genera un campo magnético giratorio que rota a velocidad síncrona, determinada por la frecuencia de suministro y el número de polos. Este campo induce corriente en las barras del rotor, que interactúan con el campo magnético para producir par. La velocidad del rotor se retrasa ligeramente con respecto a la velocidad síncrona, una diferencia llamada deslizamiento, típicamente del 3 al 5 por ciento a plena carga.

Los motores de jaula de ardilla dominan las aplicaciones industriales debido a su simplicidad, robustez y bajo mantenimiento. No requieren reemplazo de escobillas ni limpieza del conmutador. El par de arranque varía según el diseño del rotor: los rotores de barra profunda o de doble jaula aumentan el par de arranque y reducen la corriente de arranque, mientras que los diseños estándar priorizan la eficiencia a la velocidad de funcionamiento. Los tamaños de bastidor varían desde unidades de fracción de caballo de fuerza en electrodomésticos hasta varios miles de caballos de fuerza en grandes accionamientos industriales.

El deslizamiento determina el rendimiento del motor. Sin carga, el deslizamiento es casi cero. A medida que aumenta la carga, el deslizamiento aumenta aproximadamente de forma proporcional, elevando la corriente y las pérdidas del rotor. Las pérdidas de cobre del estator permanecen relativamente constantes con la carga, pero las pérdidas del rotor varían con el cuadrado del deslizamiento. La eficiencia del motor alcanza su punto máximo alrededor del 75 por ciento de la carga en máquinas correctamente diseñadas. Las relaciones par-deslizamiento difieren según el diseño del rotor: los motores de uso general proporcionan un par de arranque moderado, mientras que las variantes de alto par de arranque aceptan corrientes de arranque más altas para entregar el par necesario para arranques con carga, como en compresores o transportadores.

Los motores trifásicos de jaula de ardilla son universales en entornos industriales porque operan directamente con suministros industriales estándar, generan un par constante y suave, y requieren una complejidad de control mínima. Existen versiones monofásicas, pero son menos eficientes y requieren condensadores de marcha o interruptores centrífugos. Los problemas suelen surgir por sobrecalentamiento debido a una refrigeración inadecuada o sobrecarga, contaminación de las rejillas de ventilación que reduce la disipación de calor y rotura de las barras del rotor por ciclos térmicos o golpes mecánicos durante el arranque. El dimensionamiento adecuado, la ventilación y los métodos de arranque suave prolongan significativamente la vida útil del motor.