¿Qué es y cómo funciona un motor asíncotro trifásico? Campo magnético giratorio. Animación 3D

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El motor asíncrono trifásico, o motor de inducción, es un motor eléctrico de corriente alterna cuya velocidad angular del rotor es inferior a la velocidad de rotación del campo magnético generado por los devanados del estátor.  

Ya por el año 1885 el inventor italiano Galileo Ferraris demostró que dos bobinas fijas, ortogonales, y recorridas por corriente alterna con la misma frecuencia y desfasadas de 90 grados, generaban un campo magnético giratorio. Llegó incluso a publicar los resultados de sus experimentos en 1888.  

Pese a ello, fue en el otoño de 1887 cuando el físico serbio Nikola Tesla cursó la petición de patente después de centrarse intensamente en la labor de ingeniería en el motor de inducción.  

Podemos considerar el motor asíncrono trifásico, una de las máquinas eléctricas más fiables, puesto que llevan desempeñando su función desde hace muchos años, cada vez con menos trabajos de mantenimiento.  

En el catálogo de JAES encontrarán una amplia variedad de motores asíncronos.  
Hoy día, cerca del 90% de los motores industriales está formado por motores asíncronos.  
Sin embargo, intentemos ver en detalle el mecanismo de funcionamiento interno de estos motores.  

Son dos las partes principales que forman un motor de inducción: el estátor y el rotor. El estátor es básicamente un devanado de tres bobinas alimentado por corriente alterna trifásica. Cada uno de los devanados pasa a través de las ranuras del estátor, estas ranuras toman forma apilando finas láminas de acero de alta permeabilidad magnética en el interior de una estructura de acero o de arrabio. 

La circulación de la corriente trifásica a través de estos devanados ocasiona la formación de aquello que en su día ya descubrió Galileo Ferraris en el año 1885, es decir un campo magnético giratorio.  

Precisamente, este campo magnético giratorio (acrónimo del inglés RMF-Rotating Magnetic Field) es lo que causa la rotación del motor.  
Para lograr entender cómo se genera el campo magnético giratorio y sus propiedades, tomemos por ejemplo una versión simplificada de un devanado del estátor.  
Este devanado está formado por tres bobinas, colocadas en un ángulo de 120 grados la una de la otra.  

Un cable largo por donde se desplaza la corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor.  

Cuando se emplea una potencia trifásica a una distribución semejante de bobinas, se generará el campo magnético en un momento preciso, tal y como os mostramos.  

Tal y como podéis observar, si seguimos las variaciones de la corriente alterna, el campo magnético adoptará distintas orientaciones y formas.  
Si nos ponemos a comparar estos tres resultados, podremos constatar que parecería como si representaran la secuencia de giro de un campo magnético uniforme. 
Conocemos la velocidad de giro del campo magnético con el nombre de “velocidad de sincronismo”. 

Ahora, supongamos que introducimos un conductor cerrado dentro de un campo magnético giratorio. Según la ley de Faraday, como que tenemos un campo electromagnético variable en un circuito cerrado, a raíz de esto se producirá una corriente inducida en el conductor.

Entonces, podemos esgrimir que el campo magnético giratorio ocasionará una corriente en el circuito cerrado. 
Así pues, la coyuntura que obtendremos es un anillo sujeto a corriente inducida ubicada en el campo magnético.  

Tal y como pudimos observar en nuestro experimento sobre la demonstración de la Fuerza de Lorentz, el hilo de estaño recorrido por corriente eléctrica, e inmerso dentro de un campo magnético, sufría una fuerza perpendicular al movimiento de las cargas, que lo hacían girar. También en este caso se producirá una fuerza electromagnética en el anillo, y entonces, el rotor que está conectado a este anillo empezará a girar.  

Este mismo fenómeno tiene lugar también en el interior de un motor de inducción. En este caso, en lugar de un simple circuito cerrado, aquí se emplea un rotor de jaula de ardilla.  
En este caso, la corriente alterna trifásica que pasa a través del estátor también producirá un campo magnético giratorio. Tal y como hemos visto en el caso anterior, se inducirá corriente en las barras de la jaula de ardilla, que, al estar en cortocircuito con los anillos de los extremos, con ello permitirá la rotación del rotor. 

Esta es la razón por la cual llamamos a este motor “Motor de inducción”. 
Se induce electricidad en el rotor gracias a la inducción electromagnética, y no mediante una conexión eléctrica directa.  

Con tal de favorecer tal inducción electromagnética, se encierra en el interior del...