Aun que los motores de corriente alterna (AC) tienen aplicaciones dentro de nuestra vida cotidiana, regularmente son el tipo de motores preferidos para las industrias. Como cualquier tipo de motor, este sirve para convertir la energía eléctrica en movimiento mecánico. Es importante mencionar que estos dispositivos trabajan con corriente alterna, por lo que su construcción y funcionamiento es un poco diferente comparado con los motores de cd o de corriente directa. En este articulo te explicaremos como están construidos, como funcionan y que tipos existen.
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Partes de los motores de corriente alterna
Aunque dependiendo del tipo de motor que estemos utilizando pueden variar algunas partes. Es importante mencionar, que algunos se diseñaron de forma que no utilizan escobillas, ni conmutadores, como lo hacen los motores de CD. Dentro de las partes más comunes nos encontramos con:
- Estator: Esta parte es fija y es donde se colocan los alambres de cobre enrollados. En esta parte se colocan tres juegos diferentes de bobinas.
- Bobinas: Son los alambres de cobre enrollados que se utilizan para generar los campos magnéticos. Cuando les pasa corriente eléctrica se convierten en electroimanes.
- Rotor: Es la parte que produce que el eje puede girar. Dependiendo del tipo de motor puede estar construidos con puras barras metálicas o también con bobinas.
- Eje: Es la parte que se utiliza para transmitir el movimiento interno hacia los otros dispositivos.
- Cojinetes: También se les conoce como rodamientos y estos se utilizan para que el eje pueda girar mas libremente sin tener tanta fricción con los demás componentes.
- Ventilador: Debido a las grandes velocidades y cambios constantes de magnetismo los componentes del motor se calientan. Es por eso que se coloca un pequeño ventilador pegado al eje para que gire al mismo tiempo y pueda enfriar un poco todos los componentes.
- Carcaza: Es una estructura metálica que sirve para proteger a todos los componentes internos. Aunque también se le colocan algunas aletas alrededor para ayudar con el trabajo de enfriamiento.
- Caja de conexiones: Es un pequeño compartimiento que se utiliza para alojar las puntas de las bobinas. Dependiendo del tipo de conexión estrella o delta, es como se unirán estas terminales.
Como funcionan los motores de corriente alterna
Comparados con lo motores de corriente directa, estos son mas complejos. Ya que existe la diferencia de que la corriente cambia constantemente, por lo que la dirección de los polos magnéticos lo hace de la misma forma. Por ejemplo, si tenemos una corriente alterna 220v a 60hz nos indica que la polaridad de la corriente cambia 60 veces por segundo, por lo que la dirección de los polos magnéticos también cambiara el mismo numero de veces.
Debido a estos cambios tan bruscos no podemos utilizar el mismo sistema que con los motores de CD. Ya que el rotor se quedaría bloqueado porque avanzaría un poco pero cuando cambie la polaridad retrocedería, por lo tanto se la pasaría avanzando y retorciendo sin poder generar un movimiento continuo. Así que para solucionar este problema se utilizan fases de voltaje que están desfasadas. Es decir que los cambios de polaridad ocurren en diferentes tiempos, por lo que los campos magnéticos que generan cada una de las bobinas también son diferentes. Gracias a este sistema se logra que el campo magnético giratorio que rotando alrededor del rotor.
Tipos de motores de AC
Como se ya se menciono antes, en este modelo de motores se utiliza un campo magnético giratorio, pero aun no se resuelve la forma en que se genera el movimiento del rotor. Pues esto depende del tipo de motor de corriente alterna que se utilizando, ya que se pueden utilizar dos métodos diferentes, que son:
- Motores de inducción:
- Motores síncronos:
Motores de AC de inducción
A este tipo de motores se les conoce como de inducción o asíncronos y prácticamente son los más utilizados dentro de las aplicaciones industriales. Como su nombre lo indica, su funcionamiento se trata en el método de la inducción electromagnética. Es decir que el magnetismo que se genera en el estator se utiliza para generar una corriente en eléctrica en el rotor y por lo tanto un magnetismo. Una vez que el rotor se encuentra magnetizado entra en juego el campo magnético giratorio del estator para completar el sistema y que el motor empiece a funcionar y a girar continuamente.
Este tipo de motores se llaman asíncronos por que los campos magnéticos van a diferentes velocidades. Ya que el campo del estator es más rápido que el del rotor. Es decir que el rotor gira un poco mas lento que el campo magnético por lo que siempre gira tratando de alcanzarlo pero nunca lo logra. Dentro de esta clasificación de motores podemos encontrar dos tipos diferentes en donde la única variación es en cuanto a sus rotores:
- Motor Jaula de ardilla: Prácticamente son los más populares y se llama así porque el rotor se asemeja a la jaula de una ardilla. Es un rotor cilíndrico que esta conformado por dos anillos y unas barras metálicas que conectan estos anillos. Es importante mencionar que este tipo de motores no utiliza escobillas, ni conmutadores. Este tipo de motores son utilizados en aplicaciones donde se requieren de velocidades constantes como ventiladores, compresores, bombas, cintas transportadoras, etc.
- Motor de rotor bobinado: Algunas de las características principales son que este tipo utiliza tres bobinados diferentes en el rotor y cada uno esta conectado a un anillo deslizante que se complementa con escobillas para mantener conectadas las bobinas aun cuando este gira a altas velocidades. Al tener bobinas en el estator y en el rotor este tipo de motores puede tener un mayor control de velocidad y torque, por lo que se utilizan en aplicaciones que requieren de arranques suaves y precisos como grúas, elevadores y maquinarias indústriales.
Motores de AC síncronos
Este tipo de motores también utilizan el sistema de los campos magnéticos giratorios en el rotor. Pero como su nombre lo indica, se construyen de tal manera que el magnetismo del rotor y del estator están sincronizados. Es decir que, giran al mismo tiempo pero tomando en cuenta la ley de los polos magnéticos. Ya que si el estator tiene un polo norte, el rotor gira al mismo tiempo pero con un polo sur y viceversa. Este tipo de motores se caracterizan por que tienen una capacidad de mantener una velocidad constante y nos ofrecen un alto factor de potencia. Sus aplicaciones principales son en generadores, sistemas de climatización y en maquinarias de alta precisión.
Conclusión
Como conclusión podemos decir que a pesar de que su construcción es un poco complicada, los motores de corriente alterna son uno de los componentes más utilizados dentro de las industrias. Esto se debe a que hoy en día utilizamos la corriente alterna como método principal de energía y a que dependiendo del tipo nos puede dar diferentes características como control de velocidad y torque, buenos rendimientos, velocidades constantes, etc. En palabras sencillas los motores eléctricos son utilizados para generar movimientos automáticos y repetitivos dentro de cualquier sistema.
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Preguntas frecuentes
- ¿Qué son los motores de corriente alterna? Son dispositivos electromecánicos que convierten la electricidad de corriente alterna en movimiento mecánico.
- ¿Cuáles son los tipos más comunes de motores de AC? Aunque los motores asíncronos son los más comunes, también existen motores síncronos, de inducción doble y motores de paso.
- ¿En donde se utilizan los motores de corriente alterna? Normalmente se utilizan para maquinarias industriales, electrodomésticos, sistemas de transporte, de clima, herramientas eléctricas, etc.
- ¿Qué ventajas tienen estos motores? Que son eficientes, tienen mucha disponibilidad y se puede controlar la velocidad y el sentido de giro fácilmente.
