¿Qué impulsa las ruedas implacables de la industria moderna?El motor de inducción de jaula de ardilla de tres fases se destaca como el caballo de batalla indiscutible de la industriaEste artículo profundiza en el diseño, los principios de funcionamiento, las ventajas, las desventajas, el diseño de la máquina y el diseño de los equipos.y aplicaciones de esta maravilla tecnológica.
Motores de inducción: el "Rey sin corona" de las aplicaciones industriales
Los motores de inducción, también conocidos como motores asíncronos, representan el tipo de motor más utilizado en la actualidad.y alta fiabilidad los han hecho indispensables en todas las industrias de ingenieríaLos motores de inducción vienen principalmente en dos variantes: monofásicos y trifásicos.
Los motores de inducción monofásicos incluyen:
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Motor de inducción de fase dividida:Apto para equipos con frecuencia de arranque limitada y potencia de accionamiento inferior a 1 kW.
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Motor de inducción con condensador de arranque:Ideal para dispositivos con altas cargas inerciales o arranques frecuentes, como las cintas transportadoras.
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Motor de arranque por condensador y accionado por condensador:Aplicaciones similares a los motores de arranque por condensador, pero con condensadores de funcionamiento añadidos para mejorar la eficiencia operativa.
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Motor de postes sombreados:Entre los primeros motores de inducción de CA, todavía utilizados en dispositivos pequeños que requieren un par inicial bajo como reproductores de discos, ventiladores de proyectores, ventiladores de fotocopiadoras y secadores de pelo.
Los motores de inducción trifásicos incluyen:
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Motor de inducción para jaulas de ardillas:Favoritos por su longevidad y bajo mantenimiento, estos representan los motores de inducción trifásicos más comunes.
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Motor de inducción con rotor de heridas:Proporcionan un par elevado con baja corriente de arranque, lo que los hace adecuados para ascensores, grúas y elevadores.
Este artículo se centra en los motores de inducción de jaula de ardilla de tres fases debido a su uso industrial predominante.
El misterio de la "inducción": origen de la corriente del rotor
El término "inducción" se refiere a la corriente generada en los devanados del rotor durante el funcionamiento, una diferencia fundamental con respecto a otros motores en los que la corriente del rotor proviene de fuentes de energía externas.
Componentes básicos de los motores de inducción de jaulas de ardilla
Los motores de inducción consisten principalmente en dos conjuntos principales: el estator y el rotor, cada uno compuesto por componentes más pequeños.
1El estator es el corazón del motor.
La parte estacionaria consta de la carcasa, el núcleo del estator y los devanados.
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Las partidas de los estatores:Recibir energía CA de tres fases para producir un campo magnético giratorio. El flujo de corriente hace que el campo magnético de cada enrollamiento se expanda y contraiga.
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Núcleo del estator:Laminado con láminas de acero de silicio delgadas y altamente permeables, montado en marcos de acero o hierro fundido.Los materiales comunes incluyen varios grados de acero y hierro fundido.
2El rotor: Fuente de energía rotacional
Ubicado dentro del estator, este conjunto giratorio comprende el eje, el núcleo del rotor y la jaula de la ardilla.
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El eje:Por lo general, es delgada y cilíndrica (el diseño varía según el modelo), soportando el núcleo del rotor, la jaula de ardilla y los rodamientos.
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Cajera de ardilla:Estructura cilíndrica alrededor del eje con barras de conductor conectadas.
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Núcleo del rotor:Las finas laminadas de acero se deslizan sobre barras de jaula y se comprimen entre los anillos finales.Un ligero sesgo de la laminación aumenta el par y evita que el rotor se "bloquee" entre los campos magnéticos.
3- Escudos y rodamientos: soporte y lubricación
Los escudos de extremo se montan en ambos extremos del bastidor con penetración del eje.Las llaves en ambos extremos del eje transmiten el movimiento mecánico.
Los sellos de polvo entre los ejes y los escudos de extremo impiden la entrada de contaminantes, una de las principales causas de fallas del motor (especialmente la humedad).Los rodamientos anti-fricción en ambos extremos del eje aseguran una rotación suave con una fricción mínimaLos motores más grandes utilizan rodamientos deslizantes en su lugar, que requieren más espacio, lubricación (generalmente aceite) y diferentes métodos de retención.
4Ventiladores y cubiertas: Sistema de enfriamiento crítico
Las aletas del marco actúan como intercambiadores de calor con grandes superficies para mejorar el autoenfriamiento.Los protectores de ventilador protegen contra grandes desechos y la seguridad del personal.
Nota:El sobrecalentamiento puede derretir el aislamiento del enrollamiento causando cortos - un fallo común pero prevenible con el enfriamiento adecuado.
Ventajas y desventajas de los motores de inducción de jaula de ardilla
1Ventajas
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Amplia aplicación:Se utiliza en ~ 70% de las máquinas industriales.
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Instalación rentable:No hay cepillos, anillos de deslizamiento, conmutadores o sensores que reduzcan los costos.El diseño sin cepillos permite el funcionamiento en entornos peligrosos (con las modificaciones adecuadas).
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Bajo mantenimiento:Significativamente más bajo que los motores de CC con cepillos de carbono.
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Duración de vida:Componentes mecánicamente robustos con bajas tasas de desgaste.
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Alta eficiencia
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Auto arranque:Las versiones trifásicas giran inmediatamente cuando se alimentan.
2Desventajas
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Torque de arranque deficiente:El torque inicial bajo (una compensación de eficiencia) los hace inadecuados para aplicaciones de alto par, aunque los engranajes / poleas pueden mitigar esto.
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Factor de potencia bajo cargas ligeras:Requiere una alta corriente de excitación para superar la resistencia de la brecha de aire, causando retraso de voltaje y reducción de la eficiencia.
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Desafíos en el control de velocidad:Naturalmente, el funcionamiento a velocidad constante dificulta el control, aunque los accionamientos de frecuencia variable han aliviado este problema.
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