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https://repositorio.utp.edu.co/server/api/core/bitstreams/9dd48426-fd05-4428-acaa-0e483a585f9b/content#:~:text=1.1.1%20Rotor%20de%20jaula,%22%2C%20de%20ah%C3%AD%20su%20nombre.

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El gran inconveniente que presentan estos motores frente a los de jaula de rotor en cortocircuito es que resultan bastante más caros y necesitan de un mayor mantenimiento

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¿Cuál es la ventaja de usar resistencias en el rotor?

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¿Cuál es la ventaja de usar resistencias en el rotor?

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Lo que principalmente funciona a favor de los motores de anillos rozantes es que el par de arranque es mucho mayor durante el arranque del rotor. Recuerda que en los motores asíncronos "normales" se reduce la tensión de las bobinas mediante el arranque estrella triángulo para que no suba mucho la corriente en el arranque. El problema es que el par de arranque también disminuye, y en motores que necesitemos un par de arranque muy grande una posible solución es utilizar un motor de anillos rozantes o rotor bobinado. Podríamos utilizar resistencias externas en el estator, pero como la corriente del rotor es menos importante que la del estator podemos utilizar un reóstato de pequeño tamaño. Con las resistencias colocadas en el estator, un motor de 200 kW habría requerido un reóstato de 200 kW. Si las colocamos en el rotos sería suficiente un reóstato de 5 kW, con lo cual es un consumo mucho menor. El alto par de arranque, las capacidades de arranque de alta inercia y la baja corriente de arranque de los motores de anillos deslizantes pueden ayudar a minimizar la tensión mecánica al arrancar equipos pesados, como por ejemplo los de la minería y aumentar su vida útil. También podríamos haber utilizado un autotransformador variable en lugar de las resistencias del estator, pero dicho transformador requiere un mantenimiento regular y es muy caro (especialmente porque se necesita un autotransformador variable trifásico). Conclusión: El arranque se hace en sucesivos escalones, y se obtiene un arranque con corrientes suaves en el estator pero con un par de arranque excelente. Calculando adecuadamente el valor de las resistencias rotóricas, incluso se puede llegar a obtener un arranque con el par máximo.

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Entre las principales desventajas se pueden citar: En el momento de arranque los motores de inducción tienen una alta demanda de corriente, por lo que no son indicados para aplicaciones en las que el motor deba arrancar y parar constantemente, ya que supondría una sobrecarga en el sistema eléctrico. Aun cuando la electrónica de potencia ha avanzado, su velocidad de rotación no es tan controlable como la de los motores de paso. ¿Cuál es la ventaja de usar resistenci

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Los motores jaula de ardilla tienen numerosas ventajas respecto a otros tipos de motores eléctricos: En igualdad de potencia, los motores jaula de ardilla, son más compactos y de menor peso que los motores síncronos. Son completamente escalables, es decir se pueden construir desde pequeños hasta muy grandes. El torque o par de giro de los motores jaula de ardilla es generalmente mayor que el de otro tipo de motores, muy apropiados para el uso pesado. La eficiencia de los motores trifásicos de jaula de ardilla es superior al 70%. Los motores monofásicos asíncronos tienen un rendimiento menor, pero siempre superior a los motores de corriente continua. Debido al desarrollo de la electrónica de potencia, es posible controlar la velocidad de dichos motores en forma electrónica, variando la frecuencia de la corriente.

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Está constituido por un grupo completo de devanados trifásicos que se construyen para ser las imágenes especulares de los devanados del estator. Las fases de los devanados del rotor están conectadas usualmente en estrella (Y), y los extremos de los tres conductores del rotor están unidos a anillos rozantes dispuestos sobre el eje del motor. Los devanados del rotor están cortocircuitados a través de escobillas montadas en los anillos rozantes. En los motores de inducción del rotor devanado, sus corrientes rotóricas son accesibles en las escobillas del estator, donde pueden ser medidas, y donde se puede insertar resistencia extra al circuito del rotor. (se verá más adelante que es posible obtener una ventaja a partir de este hecho, en cuando a la modificación de la característica parvelocidad del motor).

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Un rotor tipo jaula de ardilla consiste en una serie de barras macizas conductoras dispuestas entre ranuras labradas en la cara del rotor y cortocircuitadas en cada extremo por anillos. Cabe mencionar que la geometría, disposición y material de las barras puede variar según las características de cupla y corriente de arranque que deseemos. Figura 5: Vistas esquemáticas de un rotor tipo jaula de ardillas. Vistas de un rotor tipo jaula de ardillas real. Rotor devanado El otro tipo de rotor es el rotor devanado.

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En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más. Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción incitan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje.

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El devanado del estator de un motor asíncrono con un rotor de fase se lleva a cabo de la misma manera que en los estatores de motores asíncronos con un rotor de jaula de ardilla, y de una manera similar crea, dependiendo del número de bobinas (tres, seis, nueve o más bobinas), dos, etc. polos Las bobinas del estator se desplazan entre sí en 120, 60, 40, etc. grados. Al mismo tiempo, se hacen tantos polos en el rotor de fase como en el estator. Al ajustar la corriente en los devanados del rotor, se regulan el par operativo del motor y la cantidad de deslizamiento. Cuando el reóstato de ajuste se retira por completo, para reducir el desgaste de los cepillos y los anillos, se cortocircuitan utilizando un dispositivo especial para levantar los cepillos.

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Los motores de inducción de rotor de fase, a diferencia de los motores de inducción de jaula de ardilla, tienen un devanado trifásico completo en el rotor. Al igual que un devanado trifásico se coloca en un estator, un devanado trifásico se coloca en las ranuras de un rotor de fase. Los terminales del devanado del rotor de fase están conectados a anillos colectores montados en el eje y aislados entre sí y del eje. El devanado del rotor de fase consta de tres partes, cada una para su propia fase, que a menudo se conectan según el esquema "estrella". Un reóstato de ajuste está conectado al devanado del rotor a través de anillos de contacto y cepillos. Las grúas y los ascensores, por ejemplo, se lanzan bajo carga, y aquí es necesario desarrollar un momento de trabajo significativo. A pesar de la complejidad del diseño, los motores asíncronos con un rotor de fase tienen mejores capacidades de ajuste con respecto al momento de trabajo en el eje que los motores asíncronos con un rotor de jaula de ardilla, que requieren convertidor de frecuencia industrial.

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Los motores asíncronos siempre se caracterizan por un deslizamiento s, que ocurre debido al hecho de que la frecuencia síncrona del campo magnético giratorio n1 del estator es mayor que la velocidad de rotación real del rotor n2. El deslizamiento se produce porque la fem inducida en las varillas puede tener lugar solo cuando las varillas se mueven en relación con el campo magnético, es decir, el rotor siempre se ve forzado al menos ligeramente, pero se queda atrás del campo magnético del estator en velocidad. La cantidad de deslizamiento es s = (n1-n2) / n1. Si el rotor girara con la frecuencia síncrona del campo magnético del estator, entonces no se induciría corriente en las varillas del rotor, y el rotor simplemente no rotaría. Por lo tanto, el rotor en un motor de inducción nunca alcanza la frecuencia de rotación síncrona del campo magnético del estator, y siempre al menos ligeramente (incluso si la carga en el eje es críticamente pequeña), pero se queda atrás de la frecuencia de rotación de la frecuencia síncrona. El deslizamiento s se mide en porcentaje, y al ralentí casi se acerca a 0, cuando el momento de contrarrestar desde el lado del rotor está casi ausente. En caso de cortocircuito (el rotor está bloqueado), el deslizamiento es 1. En general, el deslizamiento de los motores de inducción de jaula de ardilla depende de la carga y se mide en porcentaje. El deslizamiento nominal es el deslizamiento a una carga mecánica nominal en el eje en condiciones donde la tensión de alimentación corresponde a la clasificación del motor.

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La corriente alterna que pasa a través de los devanados del estator, generando un campo magnético giratorio, induce una corriente en los circuitos cerrados de la "jaula de ardilla", y todo el rotor gira, porque en cada momento diferentes pares de barras del rotor tendrán diferentes corrientes inducidas: algunas barras son grandes corrientes, algunas más pequeñas, dependiendo de la posición de ciertas barras con relación al campo. Y los momentos nunca equilibrarán el rotor, razón por la cual rotará mientras la corriente alterna fluye a través de los devanados del estator. Además, las varillas de la "jaula de ardilla" están ligeramente inclinadas con respecto al eje de rotación; no son paralelas al eje. La inclinación se realiza de modo que el momento de rotación se mantenga constante y no pulse, además, la inclinación de las barras permite reducir el efecto de armónicos más altos inducidos en las barras EMF. Si las barras no estuvieran inclinadas, el campo magnético en el rotor latiría.

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Rotor de jaula de ardilla Las ideas sobre el fenómeno de la inducción electromagnética nos dirán lo que sucederá con una bobina cerrada de un conductor colocado en un campo magnético giratorio, similar al campo magnético de un estator de un motor de inducción. Si coloca dicha bobina dentro del estator, cuando se suministre una corriente al devanado del estator, se inducirá EMF en la bobina y aparecerá una corriente, es decir, la imagen tomará la forma: lazo de corriente magnética. Luego, un par de fuerzas de amperios actuarán en dicha bobina (circuito cerrado), y la bobina comenzará a girar después del movimiento del flujo magnético. Así es como funciona un motor asíncrono con un rotor de jaula de ardilla, solo que en lugar de un giro en su rotor hay varillas de cobre o aluminio, en corto circuito entre sí por anillos desde los extremos del núcleo del rotor. Un rotor con tales barras en cortocircuito se llama rotor de tipo jaula de ardilla o "jaula de ardilla" porque las barras ubicadas en el rotor se asemejan a una rueda de ardilla.

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Motor de inducción trifásico de jaula de ardilla: Consiste en un dispositivo compuesto porunas barras de material de aluminio o cobre que se encuentran colocadas en lasranuras del rotor. Los conductores del rotor están en continuo cortocircuito por los anillosde cobre o aluminio. Para suministrar la fuerza mecánica, estos conductores del rotor sesujetan al anillo conformando un circuito cerrado completo que se parece a una jaulade ardilla. De ahí proviene su nombre.Los devanados del rotor están cortocircuitados a través de escobillas montadas en los anillos rozantes.En los motores de inducción del rotor devanado, sus corrientes rotóricas son accesibles en las escobillasdel estator, donde pueden ser medidas, y donde se puede insertar resistencia extra al circuito del rotor.Las bobinas (devanado) del rotor se conectan normalmente en estrella y los tres terminalesrestantes se conectan a tres anillos colectores. Estas resistencias externas suelen ser reóstatos(resistencias variables) que van variando el valor de la resistencias según va aumentando develocidad el motor.