Características y Funcionamiento de Motores Asíncronos Trifásicos

Fundamentos de los Motores Asíncronos

Los motores asíncronos son máquinas rotativas de flujo variable y sin colector. El campo magnético es generado por corriente alterna (CA).

Ventajas y Desventajas

• Ventajas: Son motores económicos, sencillos y, en el caso de los trifásicos, no se necesita arrancador.
• Desventaja: Presentan bajos pares de arranque.

Clasificación de los Motores Asíncronos

Según el Número de Devanados

1. Monofásico:
   • Posee un solo devanado en el estator.
   • Se utiliza en el hogar o pequeñas industrias (ventiladores, pequeñas máquinas).
2. Bifásico:
   • Tienen dos devanados en el estator, separados $\pi/2p$.
   • Se utilizan en aplicaciones de control de posición.
3. Trifásico:
   • Tienen tres devanados en el estator, separados $2\pi/3p$.
   • Se emplean en industrias (fresadoras, compresores).

Según el Tipo de Inducido (Rotor)

Rotor Devanado

• Los devanados del rotor son similares a los del estator.
• El número de fases del rotor no es el mismo que el del estator, pero sí tienen el mismo número de polos.
• Los devanados están conectados a anillos colectores montados sobre el mismo eje.

Rotor Jaula de Ardilla

• Los conductores del rotor están ubicados en su periferia.
• En sus extremos están cortocircuitados, por lo que no hay conexión del rotor con el exterior.

Principio de Funcionamiento

El campo magnético producido por el estator interactúa con el rotor (especialmente el de jaula de ardilla), produciendo una fuerza que lo hace girar. Es indispensable que exista una variación (deslizamiento) para que el rotor pueda girar; si las fuerzas son iguales, no hay movimiento.

Cambio del Sentido de Giro

Para cambiar el sentido de giro de un motor asíncrono, es necesario intercambiar dos fases cualesquiera entre sí.

Deslizamiento

Definición y Cálculo

El deslizamiento ($S$) es la diferencia entre la velocidad síncrona ($N_s$) y la velocidad del rotor ($N_r$), normalizada respecto a la velocidad síncrona:

$$S = \frac{N_s - N_r}{N_s}$$

Circuito Equivalente del Motor

La rama paralela compuesta por la resistencia del núcleo ($R_p$) y la reactancia de magnetización ($X_x$) se coloca a la entrada del circuito equivalente.

Corriente de Vacío ($I_V$)

• La intensidad de vacío es pequeña en relación con la corriente nominal.
• Debido al entrehierro existente en el motor, la $I_V$ alcanza valores entre el 30% y el 45% de la corriente nominal.

Explicación de Ensayos

Ensayo con Rotor Parado (Cortocircuito)

Se bloquea el rotor de tal forma que la velocidad angular ($\omega$) es cero, lo que implica $S=1$.

Medidas a Realizar:

1. Medición de la tensión del estator.
2. Medición de la corriente absorbida por el motor.
3. Medición de la potencia total absorbida mediante el método de dos vatímetros.

Ensayo con Rotor Libre (En Vacío)

El motor gira libremente, sin carga mecánica aplicada.

Medidas a Realizar:

• Medición de la tensión del estator.
• Medición de la corriente absorbida por el motor.
• Medición de la potencia total absorbida por el método de dos vatímetros.