Figura 1:Sección transversal del motor eléctrico industrial.
El motor de inducción trifásico consta de dos partes básicas: el estator y el rotor. El estator es la parte fija del motor y se utiliza para generar un campo magnético giratorio. Se compone principalmente del núcleo del estator, el devanado del estator y la base. El rotor es la parte giratoria del motor, que consta del núcleo del rotor, el devanado del rotor y el eje giratorio. Su función es obtener un par de rotación bajo la acción de un campo magnético giratorio.
Los motores de inducción trifásicos más comunes en el trabajo diario son los motores de jaula de ardilla y los motores de rotor bobinado (también conocidos como motores de rotor de anillos colectores, motores de inducción de anillos colectores). Este se clasifica según su estructura de rotor. El estator del motor de jaula de ardilla y el motor de rotor bobinado son básicamente iguales, y la diferencia radica en la parte del rotor.
1. Estructura de rotor diferente
1.1 Motor de inducción trifásico de jaula de ardilla
En el devanado del rotor de jaula, se colocan barras de metal en las pequeñas ranuras del núcleo de hierro del rotor y luego se utilizan anillos de extremo para conectar las barras en ambos extremos del núcleo de hierro. De esta manera, una barra cualquiera y su barra correspondiente forman un devanado cerrado a través de los anillos terminales en ambos extremos. Si se retira el núcleo de hierro, el devanado restante tiene forma de jaula de ardilla, por lo que se llama devanado de jaula de ardilla.
Hay dos tipos de devanados de rotor de jaula: devanados de rotor de barra de cobre y devanados de rotor de aluminio fundido. El devanado del rotor de barras de cobre consiste en colocar barras de cobre en las pequeñas ranuras del núcleo del rotor y luego soldarlas con anillos metálicos en ambos extremos. El devanado del rotor de aluminio fundido consiste en fundir barras de aluminio, anillos de extremo y aspas de ventilador en el núcleo de hierro mediante el método de fundición.
Para aumentar el par de arranque, se puede utilizar un devanado de rotor de jaula con ranuras profundas (con una sección transversal de barra de jaula larga y estrecha) o un devanado de rotor de doble jaula (dos jaulas de ardilla en las capas superior e inferior conectadas con materiales de alta resistencia). ).
Figura 2: Dos tipos de devanados de rotor de jaula.
1.2 Motor de inducción de rotor bobinado trifásico
La estructura del devanado del rotor bobinado se muestra en la figura 4 a continuación. Consiste en incrustar devanados hechos de cables aislados en el núcleo del rotor de acuerdo con ciertas reglas, y luego conectar los devanados en una conexión delta o en estrella, la mayoría de las cuales están conectadas en estrella (como se muestra en la Figura 3).
Figura 3: Devanados del rotor bobinado conectados en estrella.
Una vez conectados los devanados, se extraen los cables trifásicos. Los conectó a los 3 anillos colectores de cobre (también conocidos como anillos colectores) del eje giratorio a través del orificio interior del eje giratorio. Los anillos colectores giran con el eje giratorio y están en contacto por fricción con los cepillos estacionarios. Las escobillas están conectadas al varistor a través de cables, de modo que la corriente generada por el devanado del rotor forma un bucle a través del anillo colector, las escobillas y el varistor. Los anillos colectores están aislados entre sí, así como entre los anillos colectores y el eje.
Ajustar el varistor puede cambiar la resistencia del circuito de devanado del rotor, cambiando así la corriente del devanado para ajustar la velocidad del rotor. Cuando los tres cables del devanado del rotor sufren un cortocircuito, se puede utilizar como motor de jaula de ardilla.
Figurz 4: Estructura del motor de rotor bobinado.
2. Otras diferencias
2.1 Anillo colector
Desde la apariencia, la diferencia más obvia entre ellos es que el motor de rotor bobinado tiene un anillo colector de rotor y el motor de jaula de ardilla no.
Los devanados del rotor del motor de jaula de ardilla son devanados en cortocircuito. En cada ranura del rotor se coloca un conductor, que es más largo que el núcleo de hierro. Y los conductores están cortocircuitados con dos anillos finales en ambos extremos del núcleo de hierro para formar un devanado de cortocircuito.
Motor de tipo rotor bobinado: El rotor es una bobina enrollada hecha de alambre de cobre, y el extremo de la bobina se conduce al dispositivo de control de arranque a través de un anillo colector.
Figure 5: Structure of the wound rotor motor.
2.2 Método de inicio
Métodos de inicio comunes paramotores de inducción de jaula de ardilla: arranque directo, arranque reductor, arranque de frecuencia variable o arranque suave.
Métodos de inicio comunes paramotores de inducción de rotor bobinado: El arranque directo, el arranque por resistencia del rotor o el arranque por reóstato sensible a la frecuencia se utilizan generalmente al arrancar un motor de inducción bobinado. No es necesario arrancar el motor de inducción de rotor bobinado con un convertidor de frecuencia o arrancador suave.
2.3 Método de cálculo del número de fase
El número de fases del rotor de un motor de inducción de jaula de ardilla es el número de barras del rotor de jaula de ardilla. El número de vueltas por fase es igual a 1/2 vuelta. El número de pares de polos del rotor se obtiene de forma asíncrona mediante la fuerza magnetomotriz del devanado del estator, por lo que siempre es igual al número de pares de polos del devanado del estator, y no tiene nada que ver con el número de barras del rotor de jaula de ardilla. .
El número de fases y pares de polos del devanado del rotor del motor asíncrono de rotor devanado es siempre el mismo que el del estator. El número de vueltas en cada fase es relativamente alto y el potencial inducido es relativamente grande.
2.4 Aislamiento a tierra
No es necesario aislar los devanados del rotor de los motores de inducción de jaula de ardilla de tierra.
El devanado del rotor del motor de inducción bobinado debe estar aislado del suelo.
3. Ventajas y desventajas
Figura 6: Todo tipo de bobinas.
3.1 Motor de inducción de jaula de ardilla
Ventajas estructura simple, fácil de iniciar, operación confiable, tamaño pequeño, resistente y duradero, fácil de mantener, reparar e instalar, bajo costo, etc.
Desventajas El par de arranque es pequeño, el factor de potencia es bajo, la velocidad no es fácil de ajustar y la corriente de arranque es grande cuando se arranca directamente. En circunstancias normales, el motor de jaula de ardilla debe arrancarse 2 o 3 veces en estado frío y el intervalo entre cada vez no debe ser inferior a 5 minutos. En estado caliente, el motor arranca una vez. Cuando el motor de inducción de jaula de ardilla se arranca con frecuencia, es fácil provocar que la jaula de ardilla se rompa.
Condiciones de trabajo aplicables: los motores de inducción de jaula de ardilla son adecuados para ocasiones donde se requiere velocidad constante y características duras.
3.2 Motor de inducción de rotor bobinado
Ventajas Al agregar resistencia en serie al circuito del rotor, se reducen la corriente y la velocidad de arranque y se aumenta el par de arranque. Puede mejorar el rendimiento de arranque y regulación de velocidad del motor.
Desventajas estructura compleja, mantenimiento problemático, poca confiabilidad operativa y alto precio.
Condiciones de trabajo aplicables: los motores de bobinado son adecuados para ocasiones que requieren una regulación suave de la velocidad, como las grúas.
