Un motor asíncrono es un motor AC cuyo rotor gira algo más lento que el campo del estator.
En el artículo anterior vimos que el estator crea un campo magnético que gira a una velocidad fija (ej: 3000 rpm o 1500 rpm).
Ahora miramos el rotor. En otros motores, el rotor es complejo: tiene bobinas, anillos, escobillas o imanes caros de neodimio. En el motor de inducción, el rotor es… una jaula de aluminio.
Por qué jaula de ardilla
Si coges el rotor, le quitas las chapas de hierro del núcleo y dejas solo el conductor, parece literalmente la rueda de ejercicio de un hámster o una ardilla.
- Son barras de aluminio o cobre, a menudo inclinadas para reducir ruido y oscilaciones de par.
- Están unidas en los extremos por dos anillos de cortocircuito.
No hay cables que salgan fuera. No hay escobillas. Es un bloque sólido, cerrado sobre sí mismo.
El principio de funcionamiento: la inducción
¿Cómo se mueve si no conectamos el rotor a una fuente? Recuerda a Faraday y Lorentz del módulo 5.
El Campo Gira: El campo magnético del estator pasa “rozando” las barras del rotor a toda velocidad.
Inducción: Como el campo magnético varía respecto a las barras (las corta), se induce una corriente eléctrica en ellas.
El estator actúa como el primario de un transformador y el rotor como el secundario en cortocircuito
Fuerza de Lorentz: Ahora tenemos unas barras con corriente sumergidas en un campo magnético. Resultado: Aparece una Fuerza.
Giro: La fuerza empuja las barras tangencialmente y el rotor empieza a perseguir al campo magnético.
El deslizamiento (
Aquí viene la clave física que da nombre al motor.
Supongamos que el campo gira a 1500 rpm (
Si el rotor va a la misma velocidad que el campo, no hay movimiento relativo.
Pero entonces
- El campo magnético “no corta” las barras (van paralelos).
- Si no corta las barras → No hay Inducción (Faraday dice 0).
- Si no hay corriente → No hay Fuerza.
- El motor deja de empujar.
Conclusión: El es imposible que el rotor puede alcanzar la velocidad de sincronismo. Necesita ir siempre un poco más lento para que el campo magnético le siga “adelantando” y cortando las barras para generar fuerza.
A esa diferencia de velocidad la llamamos Deslizamiento (o Slip).
Podemos expresar el deslizamiento en tanto por uno:
Ejemplo real
Mira la placa de un motor industrial de dos pares de polos alimentado a 50 Hz.
- Velocidad de Sincronismo (Campo): 1500 rpm.
- Velocidad en la Placa (Eje): 1440 rpm (aprox).
Esas 60 rpm de diferencia corresponden a un deslizamiento del 4 %.
- Si aumenta la carga, el rotor se frena ligeramente, crece el deslizamiento y el motor desarrolla más par hasta alcanzar un nuevo equilibrio. Si superas su capacidad, aumentan la corriente y el calentamiento y el motor puede detenerse.
Ventajas
- Robustez: No tiene escobillas en el rotor de jaula.
- Precio: Construcción sencilla con hierro, aluminio o cobre.
- Mantenimiento: Suele ser reducido, aunque requiere revisar rodamientos, ventilación, aislamiento y conexiones.
Desventajas
- Regulación: Con alimentación directa, la velocidad queda cerca de la de sincronismo; para variarla ampliamente se usa un variador de frecuencia.
- Corriente de arranque: Puede alcanzar varias veces la nominal, según el diseño y el método de arranque.
- Par de arranque: Depende del diseño del rotor y del sistema de alimentación.
