Rotor de un motor de inducción con rotor de fase: aplicación en máquinas asíncronas

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:11

Un motor de inducción es una máquina eléctrica diseñada para convertir energía eléctrica en energía mecánica. El diseño consta de varias partes, pero hoy consideraremos solo la parte móvil del motor eléctrico: el rotor. También prestaremos atención a cómo se organiza el rotor de un motor de inducción con un rotor de fase.

Diseño del rotor

La mayoría de las veces, el dispositivo del rotor de un motor de inducción se ve así: el rotor es un eje de acero, sobre el cual se presionan placas de acero eléctrico anisotrópico laminado en frío. El rotor está hecho de placas, que están aisladas entre sí por una capa de película de óxido. Esto es necesario para reducir las corrientes parásitas que afectan la eficiencia del motor.

Tipos de devanados del rotor de un motor de inducción

A continuación, analizaremos un punto más. Tenemos que averiguar qué son los devanados del rotor de un motor de inducción, para qué sirven, variedades, características de diseño, así como métodos de colocación. Hay 2 tipos de bobinado de rotor: rotor de fase y jaula de ardilla. Un rotor de jaula de ardilla es más común, es más barato de realizar que un rotor de fase.

Los motores con un rotor de este tipo requieren menos mantenimiento que con un rotor de fase. El rotor de fase se usa con menos frecuencia, su ejecución es un poco más costosa y también requiere un mantenimiento más frecuente debido a la presencia de anillos colectores. Además, quedará claro por qué los ingenieros introdujeron este diseño. Ahora hablemos más específicamente sobre cada rotor.

Rotor de jaula de ardilla

En el rotor de un motor eléctrico asíncrono hay bobinados que se rellenan o se sueldan en ranuras. Para las máquinas de baja y media potencia, el material de bobinado suele ser el aluminio, y para las más potentes, el cobre. Esto es necesario para crear un electroimán que seguirá, por así decirlo, el flujo magnético giratorio. El rotor está magnetizado bajo la influencia de un campo magnético que gira en el espacio.

Así es como resulta que el rotor tiene su propio campo magnético, que, por así decirlo, sigue el campo magnético giratorio ubicado en el estator. Este diseño de los devanados del rotor se llama "jaula de ardilla". La jaula de ardilla está en contacto directo con el rotor y, como un transformador, se induce sobre él un campo magnético y, en consecuencia, una cierta fuerza electromotriz. A pesar de esto, el voltaje es cero. La corriente del rotor de un motor de inducción varía según la carga mecánica en el eje. Cuanto mayor sea la carga, mayor será la corriente que fluye en los devanados del rotor.

Rotor de fase

La parte principal de la estructura está dispuesta como un rotor de jaula de ardilla. Todo el mismo eje de acero, sobre el que se presionan placas de acero eléctrico con ranuras. Una característica del rotor de un motor asíncrono con un rotor de fase es la presencia en las ranuras no de un devanado inundado o soldado, sino de un devanado de cobre convencional colocado, como en un estator. Estos devanados están conectados en estrella.

Es decir, todos los extremos están en un solo giro, y los 3 extremos restantes se sacan a los anillos colectores. El rotor de fase está hecho para limitar la corriente de arranque. Los cepillos de cobre y grafito están unidos a los anillos deslizantes, que se deslizan sobre ellos. Luego, los contactos generalmente se quitan de las escobillas y se colocan en una caja marcada, donde la corriente de arranque se regula mediante un reóstato o un reóstato líquido al cambiar la profundidad de inmersión de los electrodos en el electrolito.

Como ya se mencionó, esta medida le permite limitar la corriente de arranque. Para reducir el desgaste de las escobillas, los motores eléctricos modernos están equipados con un diseño que, después del arranque, reclina las escobillas y cortocircuita todos los devanados entre sí. Cuando el motor se detiene, las escobillas vuelven a su lugar.

Características de mantenimiento del accionamiento con rotor de fase

El mantenimiento del rotor de un motor de inducción con un rotor de fase es una inspección periódica de las escobillas, los anillos deslizantes, la verificación del estado o el nivel de líquido en el reóstato. También vale la pena inspeccionar los electrodos sumergidos. Según los resultados de la inspección del rotor del asíncronomotor con un rotor de fase, si es necesario, se deben reemplazar las escobillas, pero los artesanos aún recomiendan de inmediato limpiar los anillos colectores y la cavidad donde se encuentran los anillos con un trapo. Dado que el abrasivo es conductor de la electricidad, existe el riesgo de mal funcionamiento o incluso de cortocircuito.

Si los anillos deslizantes están desgastados, reemplácelos. Si los anillos se desgastan demasiado rápido, significa que las escobillas se utilizan del material incorrecto. También pueden tener conchas, pero se desmontan y luego se muelen en varias pasadas para que la superficie adyacente a los cepillos quede lisa. Este trabajo se realiza en un torno para mantener la alineación.

Velocidad de rotación

El número de pares de polos establece la velocidad del rotor del motor de inducción, no supera los 3000 pies cuando se conecta directamente a nuestra red. Esto se debe a la frecuencia de la red de 50 Hz. Es con esta velocidad que el flujo magnético gira en el estator del motor eléctrico. El rotor detrás de él está un poco retrasado, por lo que el motor es asíncrono. El retraso se determina estructuralmente y se establece por separado para cada motor.

Con 1 par de polos, la velocidad de rotación del campo magnético será de 3000 rpm, con 2 pares de polos - 1500 rpm, con 4 - 750 rpm. Si es necesario aumentar o ajustar el número de revoluciones por minuto sin realizar cambios significativos, se instala un convertidor de frecuencia en el diseño. El convertidor de frecuencia puede producir tanto 100 como 200 Hz. Para encontrar la velocidad, utilicefórmula (6050)/1=3000, donde:

• 1 – número de pares de polos;

• 60 – constante;

• 50 – frecuencia;

• 3000 - rotaciones por minuto del campo magnético a una frecuencia dada.

Supongamos que podemos ajustar la frecuencia de algún motor y elevarla a 75Hz. Usemos la fórmula para encontrar la velocidad de rotación: 1/(6075)=4500 rpm. Ahora hemos desmontado el hecho de que la velocidad del rotor de un motor de inducción no depende del rotor en sí, sino del número de pares de polos.

En conclusión, queremos decir que en la versión doméstica, prácticamente nunca se encuentran máquinas eléctricas con un rotor de fase. Estas máquinas están destinadas a uso industrial en lugares donde no se desean caídas de tensión. Esto también se aplica a máquinas grandes, cuya corriente de arranque puede ser hasta 20 veces la corriente nominal. La instalación de tales máquinas implica ahorrar recursos y dinero durante la instalación. La velocidad de rotación no se ve afectada por qué rotor en el motor asíncrono: con un rotor de fase o de jaula de ardilla.