1. Parte estacionaria: Estator

Subcomponentes clave del estator:

• Núcleo del estator:
  Una estructura laminada hecha de láminas delgadas de acero con alto contenido de silicio (de 0,3 a 0,5 mm de espesor). La laminación reduce pérdidas por corrientes de Foucault (calor residual causado por corrientes inducidas en el núcleo) y pérdidas por histéresis (pérdida de energía debido a la inversión del campo magnético). El núcleo tiene ranuras uniformemente espaciadas en su circunferencia interior para alojar el devanado del estator.
• Bobinado del estator (bobinado del inducido):
  Un conjunto de bobinas de cobre o aluminio insertadas en las ranuras del núcleo del estator. Al suministrar corriente alterna, el devanado genera una campo magnético rotatorio (RMF)—la fuerza crítica que impulsa el rotor a girar.
  • Para motores de CA monofásicos: el devanado a menudo incluye un “devanado principal” (para el torque) y un “devanado auxiliar” (para arrancar el motor, ya que la corriente monofásica por sí sola no puede producir un campo giratorio).
  • Para motores de CA trifásicos: se utilizan tres devanados separados (espaciados eléctricamente 120° entre sí), que crean naturalmente un fuerte campo magnético giratorio sin componentes auxiliares.
• Bastidor del estator (carcasa del motor):
  Una carcasa exterior rígida (normalmente hecha de hierro fundido, aluminio o acero) que:
  • Sostiene el núcleo del estator y protege los componentes internos del polvo, la humedad y los daños físicos.
  • Actúa como un disipador de calor para disipar el calor generado por el devanado y el núcleo del estator.
  • Proporciona puntos de montaje (por ejemplo, pies, bridas) para asegurar el motor al equipo.

2. Parte giratoria: Rotor

A. Rotor para motores de inducción (tipo más común)

• Núcleo del rotor:
  Similar al núcleo del estator, es una estructura laminada (láminas de acero con alto contenido de silicio) con ranuras en su circunferencia exterior. La laminación minimiza las pérdidas de energía durante la rotación.
• Bobinado de jaula de ardilla:
  Un conductor de baja resistencia (generalmente de aluminio o cobre) fundido directamente en las ranuras del núcleo del rotor. Los extremos de estos conductores están cortocircuitados por dos anillos terminales gruesos (también de aluminio y cobre), formando una especie de jaula de ardilla.
  • No se necesita conexión eléctrica externa: el campo magnético giratorio del estator induce corrientes de Foucault En el devanado de la jaula, que crea su propio campo magnético. La interacción entre la RMF del estator y el campo inducido del rotor genera par, lo que hace girar el rotor.
• Eje del rotor:
  Una varilla metálica sólida (acero) prensada o soldada en el centro del núcleo del rotor. Transfiere el par rotacional del rotor a cargas externas (mediante acoplamientos, poleas o engranajes). El eje está soportado por cojinetes en ambos extremos para una rotación suave.

B. Rotor para motores síncronos

• Devanado de campo:
  Un conjunto de bobinas de cobre aisladas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro (las "piezas polares del rotor"). A diferencia de los motores de inducción, este devanado recibe corriente continua (CC) (a través de anillos colectores y escobillas) para crear un campo magnético permanente (polos norte/sur) en el rotor.
• Anillos colectores y escobillas (para rotores bobinados):
  • Anillos colectoresDos anillos metálicos (de latón/cobre) montados en el eje del rotor, conectados eléctricamente al devanado de campo. Giran con el rotor.
  • PincelesBloques de carbono o grafito fijados al bastidor del estator, presionando contra los anillos rozantes. Suministran corriente continua (CC) desde una fuente externa al devanado del campo giratorio.
  • Nota:Algunos motores síncronos modernos utilizan rotores de imanes permanentes (sin bobinado de campo ni anillos colectores), que son más simples y eficientes.

3. Componentes de soporte y protección

• Aspectos:
  Ubicados en ambos extremos del eje del rotor (dentro de las tapas del bastidor del estator), reducen la fricción entre el eje giratorio y el bastidor fijo, lo que permite una rotación silenciosa y con bajo desgaste. Los tipos más comunes incluyen:
  • Rodamientos de bolas:Para motores pequeños y medianos (alta velocidad, baja carga).
  • Rodamientos de rodillos:Para motores grandes (cargas elevadas, aplicaciones de servicio pesado).
• Tapas de extremo (carcasas de cojinetes):
  Cubiertas de plástico o metal fijadas a la parte delantera y trasera del bastidor del estator. Encierran los cojinetes y fijan el eje del rotor en su lugar, a la vez que evitan la entrada de polvo al interior del motor.
• Sistema de enfriamiento:
  Previene el sobrecalentamiento (una de las principales causas de fallo del motor). Los métodos incluyen:
  • Refrigeración por ventilador:Un pequeño ventilador montado en el eje del rotor (dentro de la tapa del extremo trasero) que sopla aire sobre el estator y el rotor.
  • Refrigeración natural:Para motores pequeños (que dependen de la disipación de calor a través del bastidor del estator).
  • Refrigeración por aire forzado/agua:Para motores grandes y de alta potencia (que utilizan ventiladores externos o camisas de agua alrededor del estator).
• Caja de terminales:
  Un compartimento impermeable en el bastidor del estator, que contiene terminales eléctricos. Proporciona un punto de conexión seguro para la alimentación de CA (al devanado del estator) y, en el caso de los motores síncronos, para la alimentación de CC (al devanado de campo del rotor).
• Protección térmica (opcional):
  Dispositivos como relés de sobrecarga térmica o termistores PTC Integrados en el devanado del estator, detectan el calor excesivo (por ejemplo, debido a sobrecarga o fluctuaciones de tensión) y cortan la alimentación para evitar daños al motor.

En resumen, el estator genera el campo magnético impulsor, el rotor convierte la fuerza magnética en rotación mecánica y los componentes de soporte garantizan un funcionamiento confiable a largo plazo; todos trabajan en conjunto para hacer de los motores de CA los caballos de batalla de las aplicaciones industriales, comerciales y domésticas.