Explicaré el principio de funcionamiento y las diferencias entre los motores de CC y CA de la forma más sencilla y comprensible.
La imagen anterior muestra la representación física más sencilla de un motor de corriente continua.
En un motor de CC, la corriente de la fuente de alimentación de CC fluye desde el polo positivo hacia el lado izquierdo de la escobilla. La escobilla y el conmutador rozan entre sí y la corriente fluye a través del conmutador izquierdo, que tiene dos segmentos izquierdo y derecho, hacia la bobina y sale por el lado derecho de la bobina. A continuación, la corriente vuelve al polo negativo de la fuente de alimentación, creando un bucle cerrado.
La bobina se encuentra en el campo magnético de los polos magnéticos principales (N y S) y está sometida a una fuerza electromagnética. Como los dos lados de la bobina tienen direcciones de corriente diferentes (hacia dentro a la izquierda y hacia fuera a la derecha), están sometidos a fuerzas electromagnéticas de magnitudes opuestas. Estas dos fuerzas crean el par electromagnético, que hace que la bobina empiece a girar.
La bobina se incrusta en la ranura del rotor, haciendo que el motor empiece a girar. Las piezas de inversión giran con el eje de rotación, mientras que la escobilla permanece inmóvil. Tras una rotación, la bobina de la derecha se desplaza hacia la izquierda y la de la izquierda hacia la derecha. Sin embargo, el conmutador asegura que la corriente en la bobina del lado izquierdo fluya en la misma dirección que la corriente en la bobina del lado derecho, lo que resulta en una dirección constante de la fuerza electromagnética recibida en la misma posición. Esto garantiza la rotación cíclica del motor.
Sin embargo, el campo magnético de la bobina cambia cuando ésta gira a diferentes posiciones, lo que provoca que la fuerza electromagnética sobre la bobina también cambie. Esto hace que la rotación de la bobina sea inestable y se ralentice repentinamente. Para garantizar una fuerza uniforme y estable de la bobina, se pueden instalar varias bobinas.
Entonces obtenemos lo siguiente:
Incluso con semejante modelo de motor:
Además, los dos polos magnéticos exteriores del motor son creados en realidad por las bobinas de excitación que generan los electroimanes. En los motores más pequeños se utilizan imanes permanentes, mientras que en los motores más grandes se utilizan electroimanes.
El modelo es simplemente una representación, pero el rotor real del motor está estructurado de esta manera.
Los motores de corriente alterna se clasifican en dos categorías: motores síncronos y motores asíncronos. Los motores síncronos se utilizan principalmente como generadores, mientras que los motores asíncronos se utilizan principalmente como motores eléctricos. Este artículo se centra en los motores asíncronos.
Los motores asíncronos se caracterizan por su estructura sencilla, bajo coste, facilidad de mantenimiento y funcionamiento fiable, lo que ha propiciado su uso generalizado. A pesar de su estructura sencilla, el principio de funcionamiento de los motores de CA es más complejo que el de los motores de CC, lo que dificulta su comprensión.
Se aplica una corriente alterna simétrica trifásica al estator del motor de CA, como se representa en la figura anterior. El estator permanece inmóvil, y sólo un cambio en la corriente puede generar un campo magnético giratorio sintético. Este campo magnético actúa como un imán giratorio alrededor del estator, lo que facilita el trabajo.
En el estator se encuentra una bobina cerrada en la que se induce una fuerza electromotriz y una corriente, lo que genera una fuerza electromagnética. Esto hace que la bobina cerrada gire.
También puede entenderse que hay un imán giratorio en el estator, y la bobina cerrada dentro del rotor funciona como un electroimán debido a la carga por inducción. Al girar el electroimán exterior, hace girar el electroimán interior, girando así el rotor del motor de CA.
La velocidad de rotación del campo magnético del estator se denomina velocidad síncrona. El rotor, accionado por el campo magnético del estator, gira a una velocidad más lenta, denominada velocidad asíncrona. De ahí viene el término "motor asíncrono".
El rotor de un motor de CA es una simple bobina cerrada o conductor, a menudo denominado motor asíncrono "jaula de ratas" debido a su estructura en forma de jaula. La fuerza electromotriz y la corriente dentro del rotor son inducidas por el campo magnético del estator, por lo que el motor asíncrono también se conoce como motor de inducción.
Por ello, el motor asíncrono trifásico recibe varios nombres, como motor de corriente alterna, motor asíncrono y motor de inducción, cada uno de los cuales se refiere a él desde una perspectiva diferente. Si tienes más preguntas, no dudes en hacerlas en los comentarios y haré todo lo posible por ofrecerte respuestas detalladas.
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