Estructuralmente, los motores de inducción se clasifican principalmente en dos tipos:
Construcción sencilla con rotor fabricado con barras conductoras de aluminio o cobre formando un circuito cerrado, parecido a una "jaula de ardilla".
Bajos costos de mantenimiento, ampliamente utilizado en ventiladores, bombas y otras aplicaciones de arranque con carga ligera.
Los devanados del rotor están conectados a resistencias externas mediante anillos colectores, lo que permite características de arranque ajustables.
Adecuado para equipos de arranque de carga pesada, como grúas y trituradoras.
La velocidad de un motor de inducción es siempre ligeramente inferior a la velocidad síncrona, una diferencia denominada deslizamiento (normalmente alrededor del 3%). Sus características incluyen:
• Sensibilidad de carga: El deslizamiento es mínimo sin carga (cerca de la velocidad síncrona) y aumenta linealmente con la carga.
• Condiciones extremas: Cuando la carga excede el par máximo (par de ruptura), el motor presenta:
✓ Caída rápida de velocidad
✓ Aumento repentino de la corriente del estator (hasta 5-7 veces la corriente nominal)
✓ Aumento excesivo de la temperatura del devanado (riesgo de fallo de aislamiento)
• Alta corriente de arranque: La corriente de arranque directo puede alcanzar de 4 a 7 veces la corriente nominal.
→ Diseño de jaula única: corriente de entrada más alta
→ Diseño de barra profunda/doble jaula: reduce la corriente de arranque entre un 20 y un 30 % mediante el efecto superficial.
• Soluciones clásicas:
✓ Arranque estrella-triángulo: reduce la corriente a 1/3 del arranque a plena tensión, pero el par también disminuye en un 67 %.
✓ Aplicaciones: Bombas centrífugas, compresores de aire y otros dispositivos de arranque de carga ligera.
• Resistencia del rotor ajustable: Logrado a través de resistencias externas:
✓ Limita la corriente de arranque a 2-3 veces la corriente nominal.
✓ Aumenta el par de arranque al 200-250% del valor nominal.
• Aplicaciones típicas:
✓ Equipos de carga pesada como molinos de bolas y polipastos.
✓ Escenarios industriales que requieren arranques/paradas frecuentes.
1. Popularización de Unidad de frecuencia variable (VFD) Tecnología
Permite un arranque suave mediante control VVVF, lo que elimina los picos de corriente de arranque en motores de jaula de ardilla.
Mejora la eficiencia operativa entre un 5 % y un 15 % en comparación con los motores de rotor bobinado con control de velocidad basado en resistencia.
2. Evolución del mercado
La participación de mercado de los motores de rotor bobinado ha disminuido del 40% en la década de 1980 a menos del 15% en la actualidad.
Dominan los motores de jaula de ardilla equipados con VFD (más del 70% del mercado de motores industriales).
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Tipo de motor |
Aplicaciones ideales |
Análisis tecnoeconómico |
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Jaula de ardilla estándar |
Funcionamiento continuo, arranques con carga ligera. |
Bajo costo de adquisición, eficiencia IE3 |
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Rotor bobinado |
Arranques con carga pesada, control de velocidad |
Alto mantenimiento, en proceso de eliminación |
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Jaula de ardilla VFD |
Control de velocidad preciso, modernizaciones que ahorran energía |
Eficiencia general óptima |
Motores de inducción siguen siendo fundamentales para las aplicaciones industriales debido a su estructura simple y alta confiabilidad. Con los avances en la electrónica de potencia, los motores de jaula de ardilla se han revitalizado mediante la integración de VFD, mientras que los motores de rotor bobinado están desapareciendo gradualmente. De cara al futuro, la adopción de los estándares de eficiencia ultra premium IE5 impulsará a los motores de inducción hacia una mayor densidad de potencia y funcionalidades más inteligentes.
