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Boletín mensual preparado por www.motortico.com, Costa Rica Julio 2012 _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Motores Eléctricos de Inducción con Doble Jaula de Ardilla Gran parte del diseño final del motor reside en la construcción del Rotor, que por su forma se le llamó: Jaula de Ardilla, por la similitud con una jaula, al quitársele el núcleo, dejando sólo las barras y anillos de corto circuito. El nombre se popularizó y se mantiene hoy en día en los textos técnicos y de ingeniería. Según sea la forma, profundidad y cantidad de barras, así será el comportamiento del motor de inducción en el Arranque y en la Operación Normal. La forma de definir la operación de un motor de inducción es por medio de su curva: Par – Velocidad (O Torque – Velocidad), que relaciona su capacidad de producir Par desde el arranque, hasta su operación normal, en función de la velocidad (RPM). Basados en esta variable, la NEMA (Asoc. de Fabricantes de Máquinas Eléctricas de USA) y la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) definen los tipos de motor para la aplicación de carga, a saber: NEMA: Define el Diseño (Design en inglés) según el tipo de curva producida, y hay 4 principales: A, B, C y D. IEC: Define la Categoría (Category), establecieron 3 principales: N, H y D. El Diseño B de NEMA y la Categoría N de IEC corresponden al motor de propósito general, o de aplicaciones estándar. Ver figuras siguientes. arranque y alto deslizamiento, se logran con la colocación de barras de Sección Pequeña, es decir alta resistencia y baja reactancia al estar cercanas al estator. Y las curvas B de NEMA y N de IEC se logran con ranuras de mayor sección y más profundas, es decir con baja resistencia pero alta reactancia al estar alejadas. Cuando se colocan 2 jaulas en un mismo rotor, se logra combinar lo mejor del diseño de Bajo Par de Arranque, con el diseño de Alto Par de Arranque, obteniéndose un motor intermedio, muy adecuado para cargas que requieren alto par en el arranque, pero que al tomar velocidad demandan menos al motor, para mantenerse girando, como es el caso de: Máquinas lavadoras de ropa industriales, o grandes bobinadoras. Es así como nace el motor Diseño C (NEMA) y Categoría H (IEC), conocido como: Motor de Doble Jaula de Ardilla. Cuando el motor arranca, se presenta la mayor Frecuencia en la corriente de rotor (Frecuencia en el rotor fr es: fr=fe*s, donde fe es la red y s el deslizamiento), cercana a la red (fe), esto produce que la baja reactancia inductiva de la jaula exterior concentre la corriente en el ARRANQUE, ya que predomina sobre la resistencia alta de la jaula exterior. Conforme acelera, la frecuencia en el rotor baja (Casi a Corriente Directa) y la reactancia ya no participa, es ahora la resistencia quien predomina, por lo la corriente se desplaza a la jaula interior en condición de OPERACIÓN NORMAL. Con esto se consigue: - En el ARRANQUE: La corriente se concentra en la Jaula Externa, de alta resistencia y baja reactancia inductiva, por lo que muestra un Par de Arranque ALTO. - Rotor de Doble Jaula de Ardilla Al mirar las curvas N y D, de IEC, así como las B y D de NEMA, la diferencia constructiva primordial es que las curvas D, con alto par de En OPERACIÓN NORMAL: La corriente se concentra en la Jaula Interna, de baja resistencia y alta reactancia inductiva, por lo que muestra un Par Nominal y Deslizamiento moderado, con buena Eficiencia. Con esto se logra producir un motor con buenas características en el arranque y en la operación normal. Entrehierro Lado del Rotor Flujo en las Jaulas Construcción de Rotor de Doble Jaula de Ardilla. Vista en Corte de Rotor de Doble Jaula de Ardilla y uno de Jaula Simple Daño Típico: Los motores de Doble Jaula presentan un daño común que es la apertura (Rompimiento) de la Jaula Externa, ya sea ruptura en las barras o en los anillos. La causa del daño es Excesiva Cantidad de Arranques Sucesivos o Arranque con Excesiva Carga, lo que produce alta temperatura, provocándose el rompimiento de la jaula, ya que el núcleo laminado es más rígido y fuerte, es la jaula quien lleva la peor parte, hecha de Aluminio o Cobre. www.motortico.com Lado del Estator Flujo en el Bobinado
