¿Cómo funciona un motor de inducción? Tipos y aplicaciones

Los motores de inducción son uno de los tipos de motores eléctricos más utilizados en el mercado gracias a su estructura sencilla, sus costes de fabricación relativamente bajos y su funcionamiento estable mediante el uso de corriente alterna (CA), una fuente de alimentación ampliamente disponible. A continuación, explicamos brevemente el principio de funcionamiento, los principales tipos y las aplicaciones más habituales de los motores de inducción.

¿Cómo funciona un motor de inducción?

Los motores de inducción son motores eléctricos que giran gracias al campo magnético generado al suministrar corriente alterna (CA). Este proceso convierte la energía eléctrica en energía mecánica. La estructura básica que permite generar la inducción electromagnética en un motor de inducción está formada por un estator fijo y un rotor giratorio. El estator está compuesto por un núcleo laminado y bobinas de hilo conductor aislado, conocidas como devanados. El rotor está formado por un núcleo laminado y materiales conductores que permiten generar la corriente inducida. Entre el rotor y el estator existe un espacio físico denominado entrehierro, que permite la rotación del rotor dentro del estator. El principio de funcionamiento es el siguiente:

1. La alimentación de corriente alterna suministrada al estator genera campos magnéticos.
2. El campo magnético del estator induce una corriente en el rotor.
3. Las corrientes inducidas en el rotor generan a su vez campos magnéticos.
4. La interacción entre los campos magnéticos del rotor y del estator genera el par que hace girar el rotor.

〈LEER MÁS: Conceptos básicos para elegir un motor: tipos de motores de CA y CC〉

Tipos de motores de inducción

Los motores de inducción se clasifican principalmente en dos tipos según el tipo de alimentación de corriente alterna: motores de inducción trifásicos y motores de inducción monofásicos.

Motores de inducción trifásicos

El estator de un motor de inducción trifásico cuenta con tres conjuntos de devanados distribuidos simétricamente. Cuando se suministra corriente alterna trifásica a estos devanados, se genera un campo magnético giratorio con una frecuencia correspondiente a la frecuencia de la alimentación, que impulsa el rotor.

Motores de inducción monofásicos

El estator de un motor de inducción monofásico contiene un devanado principal y un devanado auxiliar. El devanado principal genera un campo magnético cuando se aplica corriente alterna, mientras que el devanado auxiliar ayuda a generar el campo magnético giratorio necesario para poner en marcha el motor.

Comparación entre motores de inducción trifásicos y monofásicos

	Motor de inducción trifásico	Motor de inducción monofásico
Alimentación de CA	Trifásica	Monofásica
Método de arranque	Arranque automático	Requiere un devanado auxiliar de arranque o un condensador de arranque
Eficiencia	Alta	Relativamente baja
Estructura	Más compleja	Sencilla
Mantenimiento	Más complejo	Más sencillo
Aplicaciones	Industria, maquinaria y accionamientos comerciales	Electrodomésticos y equipos con cargas más ligeras

 

Estructura de los motores de inducción

La estructura interna de un motor de inducción está formada principalmente por un estator y un rotor. Otros componentes incluyen la carcasa del motor, el ventilador de refrigeración y otros elementos. La estructura principal del estator está compuesta por un núcleo de hierro formado por finas chapas de acero al silicio apiladas y devanados de bobinas. El rotor está formado por un núcleo compuesto por chapas de acero laminadas o aluminio fundido, además del eje del motor y los rodamientos. Según su estructura, los rotores de los motores de inducción pueden dividirse en dos tipos: rotor de jaula de ardilla y rotor bobinado. Gracias a su construcción sencilla y robusta, así como a sus bajos costes de mantenimiento, los motores de inducción con rotor de jaula de ardilla son los más utilizados en la producción en serie y en una amplia variedad de aplicaciones.

Rotor de jaula de ardilla

El rotor de jaula de ardilla está formado por un núcleo cilíndrico de chapas de acero laminadas montado sobre un eje. En su interior incorpora barras conductoras longitudinales, normalmente fabricadas en aluminio o cobre, instaladas en ranuras y conectadas en ambos extremos mediante anillos de cortocircuito. Esta estructura forma una configuración similar a una jaula de ardilla.

Rotor bobinado

El diseño de un rotor bobinado es más complejo que el de un rotor de jaula de ardilla. Además del núcleo de hierro laminado, incorpora devanados trifásicos conectados a anillos rozantes montados sobre el eje del rotor. Unas escobillas entran en contacto con estos anillos rozantes, proporcionando una conexión externa para suministrar corriente al rotor bobinado.

¿Dónde se utilizan los motores de inducción?

Los motores de inducción se utilizan ampliamente en distintos sectores, tanto en aplicaciones domésticas como industriales, gracias a características como su estructura sencilla, su coste relativamente bajo y su facilidad de mantenimiento.

Electrodomésticos

Los motores de inducción monofásicos se utilizan habitualmente para accionar distintos dispositivos y mecanismos presentes en electrodomésticos. Entre ellos se incluyen ventiladores, aires acondicionados, secadores de pelo, aspiradoras, frigoríficos, sistemas de ventilación, puertas enrollables, cintas de correr y bombas de agua. Por ejemplo:

• Un motor de inducción monofásico puede utilizarse para accionar las aspas o el ventilador, generando un flujo de aire para funciones de suministro y extracción de aire en ventiladores eléctricos, secadores de pelo, sistemas de ventilación y aspiradoras.
• Un motor de inducción monofásico puede accionar el compresor de un aire acondicionado o un frigorífico.
• En una cinta de correr, un motor de inducción monofásico puede accionar los rodillos y la cinta de funcionamiento.
• Un motor de inducción monofásico puede combinarse con un reductor de velocidad, un freno, un circuito de control y otros componentes para accionar una puerta enrollable.
• Una bomba de agua está formada básicamente por un motor y una bomba de impulsión. El motor proporciona la potencia necesaria para accionar la bomba y generar la presión requerida para mover el agua.

Equipos comerciales

Muchos equipos comerciales utilizan motores de inducción como fuente de potencia en distintos establecimientos y aplicaciones comerciales. Algunos ejemplos son las escaleras mecánicas, las máquinas duplicadoras de llaves, las máquinas selladoras de vasos, las máquinas para elaborar helados, las barreras automáticas y las bombas de agua.

• El motor de inducción proporciona la fuerza de rotación y trabaja junto con un reductor de velocidad para transformar la alta velocidad de giro del motor en un movimiento de menor velocidad y mayor par, necesario para accionar una escalera mecánica.
• En una máquina duplicadora de llaves, la función principal del motor eléctrico es proporcionar la potencia de rotación necesaria para cortar y duplicar las llaves.
• Los motores de inducción se utilizan junto con reductores de velocidad en máquinas selladoras de vasos para desplazar los vasos, recipientes y cabezales de sellado a una velocidad controlada.
• Un pequeño motor de inducción de CA de potencia fraccionaria acciona la cuchilla o agitador giratorio que bate y airea la mezcla de helado durante el proceso de congelación. Los motores de inducción de CA de mayor potencia, normalmente de 1–2 HP o más, se utilizan para accionar el compresor del sistema de refrigeración que congela la mezcla.
• Un motor de inducción de CA de potencia fraccionaria proporciona la fuerza de rotación necesaria para subir y bajar el brazo de una barrera automática mediante un reductor, una cadena o un mecanismo de transmisión por correa.
• En una bomba de agua, la función principal del motor de inducción es proporcionar la potencia mecánica necesaria para accionar el impulsor o mecanismo de bombeo que desplaza el agua.

Aplicaciones industriales

Los motores de inducción trifásicos se utilizan para accionar diversas máquinas y equipos destinados a procesos de fabricación. Entre ellos se incluyen elevadores, transportadores, ventiladores de extracción, máquinas rectificadoras, máquinas selladoras de cajas, máquinas etiquetadoras, mezcladoras, maquinaria para el procesamiento de alimentos y maquinaria de envasado. Por ejemplo:

• La función principal de los motores de inducción en los elevadores industriales es proporcionar el par y la potencia necesarios para elevar y descender la cabina o plataforma. Estos motores suelen estar conectados a un reductor o a un sistema de tracción que convierte el movimiento giratorio en movimiento lineal para desplazar la cabina hacia arriba y hacia abajo.
• Accionamiento de cintas o cadenas transportadoras: una de las funciones fundamentales de los motores de inducción en los sistemas transportadores es accionar la cinta, cadena u otro mecanismo de transporte. La potencia de rotación del motor se transmite mediante un reductor, una polea o un accionamiento directo para generar el movimiento lineal del transportador.
• Los motores de inducción de CA pueden accionar directamente el impulsor o las aspas de un ventilador, proporcionando la fuerza de rotación necesaria para mover aire o gases.
• Los motores de inducción se utilizan para accionar muelas o husillos, proporcionando la elevada velocidad de rotación necesaria para las operaciones de rectificado.
• En las máquinas selladoras de cajas, los motores de inducción se utilizan habitualmente para accionar las cintas transportadoras que trasladan las cajas durante el proceso de sellado.
• En las máquinas etiquetadoras, los motores de inducción se utilizan para accionar las cintas transportadoras que trasladan los productos durante el proceso de etiquetado, así como otros componentes mecánicos, como los sistemas de rebobinado y desenrollado de etiquetas.
• Los motores de inducción combinados con reductores de velocidad se utilizan ampliamente en mezcladoras para accionar el eje de mezcla o el impulsor, proporcionando el elevado par necesario para mezclar o agitar materiales a velocidades relativamente bajas.
• Los motores de inducción y los motorreductores se utilizan ampliamente en maquinaria para el procesamiento de alimentos. Pueden accionar las cintas transportadoras que trasladan los alimentos a través de diferentes etapas del proceso, como clasificación, lavado, corte o envasado. También proporcionan la fuerza de rotación necesaria para accionar los ejes de mezcla o impulsores de mezcladoras, batidoras y otros equipos utilizados para combinar ingredientes u homogeneizar productos alimentarios. Además, los motores de inducción y los motorreductores pueden utilizarse para accionar bombas destinadas al transporte de líquidos o suspensiones, así como ventiladores para sistemas de ventilación o transporte neumático. También se emplean en distintos tipos de maquinaria para el procesamiento de alimentos, como cortadoras, troceadoras, trituradoras, extrusoras y máquinas de envasado, proporcionando la potencia de rotación necesaria para su funcionamiento.
• Tanto los motores de inducción como los motorreductores se utilizan habitualmente en maquinaria de envasado, aunque sus funciones varían según los requisitos específicos del proceso. Por ejemplo, pueden accionar cintas transportadoras para trasladar materiales de envasado o productos terminados durante diferentes etapas, como el llenado, sellado o etiquetado. También proporcionan la potencia de rotación necesaria para accionar distintos tipos de maquinaria de envasado, como máquinas formadoras, llenadoras y selladoras, estuchadoras, encajadoras, paletizadoras y envolvedoras. En las líneas de envasado, los motores de inducción también pueden accionar ventiladores o sopladores destinados a la circulación de aire, refrigeración o transporte neumático. Asimismo, en determinados procesos de llenado o manipulación de líquidos, los motores de inducción pueden proporcionar la potencia necesaria para accionar bombas destinadas al transporte de líquidos o suspensiones. Los motorreductores de inducción suelen utilizarse en aplicaciones que requieren un par elevado a velocidades relativamente bajas, como mecanismos giratorios de sellado, máquinas taponadoras o mecanismos de movimiento intermitente utilizados en operaciones de envasado.

Conclusión

Los motores de inducción funcionan mediante el suministro de corriente alterna (CA), una fuente de alimentación fácilmente disponible en hogares, establecimientos comerciales, instalaciones industriales y plantas de fabricación. Por este motivo, los motores de inducción representan actualmente una parte importante del mercado de motores eléctricos. Además, las características de velocidad de giro y par de salida de los motores de inducción varían en función de factores como el tamaño, el diseño, las condiciones de los devanados, el material del rotor y el método de fabricación. Esta versatilidad permite utilizarlos en una amplia variedad de aplicaciones. Sesame Motor cuenta con más de 30 años de experiencia en la fabricación y comercialización de motores de inducción, motorreductores y reductores de velocidad. Nuestros productos son 100 % fabricados en Taiwán y cuentan con certificaciones CE, UL y CCC, además de comercializarse en más de 50 países de todo el mundo. Podemos ofrecer soluciones para una amplia gama de aplicaciones, desde la transmisión de potencia básica hasta sistemas de movimiento dinámico y control de precisión. Nuestro equipo puede ayudarle a seleccionar el producto más adecuado para su aplicación y ofrecer soluciones personalizadas según sus necesidades.
Contacte con Sesame Motor.