Spanish 
English 
French 
German 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
La razón por la que un motor de CA puede lograr una rotación continua reside en el uso del principio de inducción electromagnética y el efecto de un campo magnético rotatorio, junto con un diseño estructural específico que convierte de forma estable la energía eléctrica en energía mecánica. Sus estructuras clave y principios de funcionamiento pueden analizarse desde los dos puntos de vista siguientes:
1. Estructuras clave: la “base de hardware” que sustenta la rotación
Un motor de CA consta principalmente de dos partes principales: el estator y el rotor. El funcionamiento conjunto de estas dos partes es fundamental para la rotación.
- EstatorComo parte fija del motor, los componentes principales del estator son el núcleo y el devanado del estator. El núcleo del estator suele estar formado por láminas de acero al silicio laminadas, lo que reduce eficazmente las pérdidas por corrientes parásitas. La cara interior del núcleo presenta ranuras uniformemente distribuidas para integrar el devanado del estator. El devanado del estator suele estar hecho de cables de cobre esmaltado y conectado a un devanado trifásico según normas específicas (la mayoría de los motores de CA industriales son trifásicos), que a su vez está conectado a una fuente de alimentación de CA trifásica. Al circular corriente a través del devanado, el estator genera un campo magnético giratorio que actúa como fuente de energía para impulsar la rotación del motor.
- RotorEl rotor es la parte giratoria del motor y se divide comúnmente en dos tipos: rotor de jaula de ardilla y rotor bobinado. El rotor de jaula de ardilla tiene una estructura simple, compuesta por un núcleo, devanados (barras de cobre o aluminio) y anillos terminales. Los devanados están incrustados en las ranuras del núcleo como una "jaula" y cortocircuitados en ambos extremos a través de los anillos terminales. El rotor bobinado, por otro lado, tiene devanados con capas aislantes incrustadas en las ranuras del núcleo. Los dos extremos de los devanados se conducen al exterior a través de anillos colectores y escobillas, y se pueden conectar resistencias externas para ajustar el rendimiento del motor. La función principal del rotor es generar una corriente inducida bajo la acción del campo magnético giratorio del estator, y luego ser impulsado a girar por fuerza electromagnética.
2. Principio de funcionamiento: La «lógica de rotación» impulsada por la fuerza electromagnética
La rotación de un motor de CA se basa en un proceso completo de generación de campo magnético rotatorio, formación de corriente inducida y rotación impulsada por fuerza electromagnética. Tomemos como ejemplo el motor de CA asíncrono trifásico (el más utilizado):
- Generación de campo magnético giratorioCuando los devanados trifásicos del estator se conectan a una fuente de alimentación de CA trifásica simétrica, cada fase del devanado genera una corriente alterna que cambia sinusoidalmente con el tiempo. Debido a la diferencia de fase de 120° entre las corrientes trifásicas, el campo magnético combinado que excitan conjuntamente en el núcleo del estator no es estacionario, sino que gira alrededor del eje del motor a una velocidad estable (conocida como velocidad síncrona), formando un "campo magnético giratorio". La magnitud de la velocidad síncrona está determinada por la frecuencia de la fuente de alimentación y el número de pares de polos del devanado del estator del motor, según la fórmula: n₀ = 60f/p (donde n₀ es la velocidad síncrona, en r/min; f es la frecuencia de la fuente de alimentación, en Hz; p es el número de pares de polos).
- Corriente inducida por el rotor y fuerza electromagnéticaLas líneas de campo magnético del campo magnético giratorio cortan los devanados del rotor (o barras del rotor). Según la ley de inducción electromagnética, se genera una fuerza electromotriz inducida en los devanados del rotor. Dado que los devanados del rotor forman un circuito cerrado a través de los anillos terminales (o circuitos externos), la fuerza electromotriz inducida impulsa una corriente que fluye por los devanados del rotor, generando una "corriente inducida por el rotor". En este punto, los conductores del rotor con corriente inducida se encuentran en el campo magnético giratorio del estator. Según la regla de la mano izquierda de Fleming, los conductores del rotor están sometidos a la acción de la fuerza electromagnética. El par total ejercido por estas fuerzas electromagnéticas sobre el eje del rotor del motor se denomina "par electromagnético".
- Rotación continua y característica “asincrónica”Impulsado por el par electromagnético, el rotor del motor comienza a girar en la dirección del campo magnético rotatorio y acelera gradualmente. Sin embargo, cabe destacar que la velocidad del rotor (denominada velocidad del rotor n) nunca puede alcanzar la velocidad síncrona n₀ del campo magnético rotatorio del estator. Esto se debe a que, si la velocidad del rotor es igual a la velocidad síncrona, no habrá movimiento relativo entre los conductores del rotor y el campo magnético rotatorio, y las líneas de campo magnético no podrán cortar los conductores del rotor. Como resultado, tanto la corriente inducida por el rotor como el par electromagnético desaparecerán, y el rotor se desacelerará debido a la resistencia. Por lo tanto, la velocidad del rotor siempre será menor que la velocidad síncrona. Esta "diferencia de velocidad" es una condición necesaria para mantener la corriente inducida del rotor y el par electromagnético, y también es el origen del nombre "motor asíncrono" (la relación entre la diferencia de velocidad y la velocidad síncrona se denomina tasa de deslizamiento s, donde s = (n₀ – n)/n₀, y s suele estar entre 0,01 y 0,05 durante el funcionamiento normal). Gracias a este mecanismo, en el que el campo magnético giratorio impulsa el rotor y la diferencia de velocidad mantiene la potencia, el motor de CA logra una rotación continua y estable, impulsando así el funcionamiento de diversos equipos mecánicos.
