Anillo de deslizamiento vs. jaula de ardilla en motores de inducción: comparación integral

Un motor de inducción es un dispositivo eléctrico que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. En el campo de la ingeniería eléctrica, debido a sus características de arranque automático y potencia estable, se utiliza ampliamente como dispositivo de accionamiento para numerosas máquinas y equipos. En él se utilizan dos tipos de rotores: de jaula de ardilla yanillo colector. Hoy, Bytune, junto con usted, comprenderá qué es un motor de inducción, cómo funciona y comparará las estructuras, actuaciones, aplicaciones, etc. de los dos tipos de rotores.

 

El motor de inducción, conocido como motor asíncrono, es un motor de CA. Se compone principalmente de dos partes principales: el estator y el rotor. Además, también incluye componentes auxiliares como tapas finales, rodamientos y ventiladores.
• Estator: Es la parte estacionaria del motor, compuesta por el núcleo del estator, el devanado del estator y el bastidor. El devanado del estator se compone de muchas bobinas dispuestas y conectadas regularmente. Estas bobinas están incrustadas en las ranuras del núcleo del estator. Al pasar corriente alterna trifásica a través de ellos, se genera un campo magnético giratorio.
• Rotor: el rotor es la parte giratoria del motor, que puede generar un par electromagnético para conducir el motor y la maquinaria para que gire. El rotor más común es el diseño de "ardilla - jaula", que consiste en un núcleo laminado y barras conductoras que se extienden a lo largo de su longitud, corta - circuida en ambos extremos por anillos. Sin embargo, el "rotor de la herida" con anillos de deslizamiento y resistencias externas también es muy popular.

 

Un motor de inducción consta principalmente de dos partes: el estator y el rotor. Cuando se aplica corriente alterna trifásica al devanado del estator, se genera un campo magnético giratorio dentro del estator. Su velocidad síncrona Ns=120f/p, donde:
f es la frecuencia de la fuente de alimentación (en Hertz, Hz).
p es el número de pares de polos del motor.
En relación con el rotor estacionario, los conductores del rotor dentro del motor pueden cortar las líneas de inducción magnética para generar una fuerza electromotriz inducida. Dado que los conductores del rotor forman un circuito cerrado, la fuerza electromotriz inducida causará una corriente inducida en los conductores del rotor.
Según la ley de Lenz, el campo magnético generado por la corriente inducida interactúa con el campo magnético giratorio, generando un par que hace que el rotor comience a girar. Sin embargo, el rotor siempre gira a una velocidad ligeramente más baja que la velocidad sincrónica. La velocidad de deslizamiento S=ns-nr/ns (nr es la velocidad de rotación del motor de inducción). Este valor generalmente está entre 1% y 5%.

 

Rotor de anillo colector

• Qué es: el anillo de deslizamiento es un componente de una herida: motor de inducción del rotor. Consiste en anillos conductores, cepillos, soportes de cepillos, materiales aislantes, etc. El devanado del rotor de un motor de inducción del anillo deslizante es un devanado de tres fases conectado en forma de estrella, y los tres terminales de salida están respectivamente conectados a tres anillos conductores.
• Principio de funcionamiento: Cuando el motor está en marcha, se generan una fuerza electromotriz inducida y una corriente inducida en el devanado del rotor. A través del contacto deslizante entre las escobillas y los anillos conductores, la corriente en el devanado del rotor sale al circuito externo. Se utiliza para controlar el arranque, la regulación de velocidad, el frenado y otras operaciones del motor.

Rotor de jaula de ardilla

Que es:La jaula de ardilla es el rotor utilizado en un motor de inducción de jaula de ardilla. Recibe su nombre porque la forma general de su bobinado se asemeja a una jaula de ardilla. El rotor de jaula de ardilla se compone de múltiples barras conductoras insertadas en las ranuras del rotor y dos anillos circulares en los extremos. Los motores de tipo jaula de tamaño pequeño generalmente utilizan soldadura de aluminio fundido, mientras que los motores de más de 100 kW se sueldan con barras de cobre y anillos terminales de cobre.

Principio de funcionamiento:Durante el funcionamiento, después de aplicar corriente alterna trifásica al devanado del estator, se genera un campo magnético giratorio dentro del estator. Este campo magnético gira dentro del estator a velocidad sincrónica y corta las barras conductoras de jaula de ardilla del rotor. Dado que las barras conductoras de jaula de ardilla son bucles conductores cerrados en las ranuras del rotor, cuando el campo magnético giratorio corta las barras, se generan en las barras una fuerza electromotriz inducida y una corriente inducida. Impulsa el rotor para hacer que el motor gire en la dirección del campo magnético giratorio.

Aunque la estructura de la ardilla, la jaula es más robusta, el rotor del anillo de deslizamiento también aporta muchos beneficios al motor de inducción del anillo de deslizamiento, como:
• Mayor par inicial:El anillo de deslizamiento puede proporcionar un alto par de arranque y un factor de potencia al insertar una resistencia apropiada en el circuito del rotor. Por lo tanto, cuando los motores de inducción de anillo deslizamiento se usan en grúas y cabrestantes que necesitan comenzar bajo carga, pueden superar la resistencia de la carga y comenzar estos dispositivos suavemente.
• Corriente de arranque más baja:Como todos sabemos, una corriente inicial excesiva puede causar un impacto significativo en la red eléctrica. Cuando se inserta una resistencia en el circuito del rotor del anillo deslizante, la corriente de arranque disminuirá. Esto se debe a que cuando aumenta la resistencia del circuito del rotor, la corriente del rotor disminuye, y de acuerdo con el principio del transformador, la corriente del estator también disminuirá en consecuencia.
• Velocidad más amplia - regulación:El motor de inducción de anillo colector puede lograr la regulación de la velocidad cambiando el valor de la resistencia conectada en el circuito del rotor. Esto es muy útil en algunos equipos de procesamiento de metales, como tornos y fresadoras. Cuando la resistencia conectada aumenta, la velocidad del motor disminuye; por el contrario, cuando la resistencia conectada disminuye, la velocidad del motor aumenta. Esto es algo que los motores de inducción de jaula de ardilla no pueden hacer.

Según el contenido anterior, podemos concluir que los anillos y las jaulas de ardillas, cada una tienen sus características en los motores de inducción. En términos simples, si tiene altos requisitos para iniciar el torque y la velocidad, la capacidad de regulación, un motor de inducción de anillo de deslizamiento puede ser más adecuado para usted. Sin embargo, si tiene requisitos de costo estrictos y desea usarlo en equipo constante y de velocidad, puede elegir un motor de inducción de jaula de ardilla.

En aplicaciones prácticas, debemos seleccionar el tipo de motor apropiado según el equipo industrial específico y los requisitos de uso. Y si quieres saber más, nuestro artículo "¿Cuáles son los usos de los anillos colectores en un alternador?"También puede ser útil. Como proveedor de anillo de deslizamiento durante más de 26 años, Bytune confía en proporcionar anillos de deslizamiento confiables para cualquiera de sus motores de inducción.