Entender cómo funciona un motor eléctrico será de gran utilidad para evaluar su correcto funcionamiento, o bien, detectar las causas de una posible falla.
Recordemos, que por definición, los motores eléctricos transforman energía eléctrica en energía mecánica disponible en el eje en forma de movimiento de rotación.
Veremos ahora, cómo ocurre ésta transformación en el interior de éstas máquinas.
En los motores, al igual que en los transformadores y los generadores, hay un elemento que resulta vital para la transformación de un tipo de energía en otro, ese elemento es el Campo Magnético. A continuación mencionaremos dos propiedades de los campos magnéticos, que serán útiles para entender el funcionamiento de los motores:
- – Cuando una corriente circula por un conductor se produce un campo magnético a su alrededor.
- – Cuando una corriente circula por un conductor inmerso en un campo magnético, éste experimenta una fuerza inducida sobre él.
En la FIGURA 1 vemos un corte transversal simplificado del estator de un motor, con un bobinado trifásico dentro de sus ranuras, y un par de polos magnéticos, generado por la corriente que circula por el bobinado (primera propiedad de los campos magnéticos).
Ahora bien, cuando un conjunto de corrientes trifásicas, de igual magnitud y desfasadas 120° entre ellas, circula por un bobinado trifásico, se produce un campo magnético giratorio, de magnitud constante. Por lo tanto, al momento de conectar el motor a una red trifásica, simétrica y equilibrada, tendremos un campo giratorio, cuyas líneas cruzarán el espacio que ocupará el rotor.
A la velocidad de rotación de éste campo magnético, se la llama velocidad sincrónica y está dada por la fórmula de la FIGURA 2.
Supongamos ahora, que colocamos una espira en reposo en el sitio ocupado por el campo giratorio como se ve en la FIGURA 3.
El flujo magnético concatenado por la espira variará a medida que el campo gire y cambie su dirección. La variación del flujo producirá una fuerza electromotriz inducida en la espira (Ley de Faraday). Si cerramos dicha espira, lograremos que circule una corriente por ella. La interacción entre ésta corriente y el campo magnético generará fuerzas en los llamados lados activos de la espira (segunda propiedad de los campos magnéticos). La dirección de estas fuerzas, producirá una cupla, que hará girar a la espira en el mismo sentido en que gira el campo del estator. Notemos, que la velocidad de rotación de la espira deberá ser menor a la del campo rotante, ya que si sus velocidades se igualasen, desaparecería el par inducido sobre ella.
Es por ello, que éste tipo de motores se llaman Asincrónicos, puesto que su velocidad es distinta a la velocidad de sincronismo y varía ligeramente con la carga aplicada al eje. A la diferencia entre la velocidad de rotación del campo y del rotor se la llama Resbalamiento, está dado por la fórmula de la FIGURA 4, y habitualmente es del 5%.
En la práctica, el rotor está constituido por varias espiras que ocupan toda su superficie. En los llamados motores de rotor en cortocircuito, se colocan una serie de barras, habitualmente de aluminio, las cuales se unen por anillos frontales. Por la forma que genera este tipo de disposición del rotor, se lo conoce como rotor de Jaula de Ardilla.
Hemos hecho una breve descripción del principio de funcionamiento del motor trifásico, adecuando las explicaciones a la profundidad que nos permiten los tiempos y el espacio disponible. Para profundizar los conceptos aquí explicados, podemos consultar la bibliografía citada al pie de la presente nota.
Publicado en Versión papel Edición Nº 44 Año 8 – Abril / Mayo 2011.
Registro de propiedad intelectual realizado y vigente.
La reproducción parcial o total está penada por ley Nº11.723.
BIBLIOGRAFÍA
Máquinas Eléctricas. M.A. Sobrevila. Ed. Alsina.
Máquinas Eléctricas. S.J. Chapman. Ed. Mc Graw Hill.
Física 1. Maiztegui-Sabato. Ed. Kapelusz.
ELECTROFEIJOO S.R.L. es una empresa dedicada desde 1975 a la venta, reparación y fabricación de equipos de bombeo y diferentes máquinas accionadas por motores eléctricos.
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