Barras del rotor de jaula de ardilla: funciones, ventajas, problemas y soluciones

Quizás haya oído hablar de las diferentes partes que componen un motor eléctrico típico, incluidas las barras del rotor de jaula de ardilla. Sin embargo, comprender a fondo estos componentes es otra cuestión.

En primer lugar, el rotor de jaula de ardilla debe su nombre a su similitud estructural con una jaula para ardillas. Pero su funcionalidad no tiene ninguna conexión con el funcionamiento de una jaula real.

De hecho, las funciones de un rotor de jaula de ardilla en el motor son innumerables: desde prevenir pérdidas de energía hasta proporcionar movimiento, aumenta la eficiencia del motor al igual que otros componentes esenciales.

Y todo esto es posible gracias al sesgado de las barras del rotor de jaula de ardilla. Así que avancemos y ampliemos su horizonte sobre cómo funciona esta pieza en particular en su motor.

¿Qué son las barras del rotor de jaula de ardilla?

Entre muchos otros tipos de motores, el motor de inducción de jaula de ardilla es uno de los más demandados debido a su construcción simple y robusta, lo que potencia propiedades como bajo costo y bajo mantenimiento.

Un rotor de jaula de ardilla estándar está compuesto por un cilindro de láminas de acero en el núcleo, junto con barras de aluminio o cobre espaciadas proporcionalmente y colocadas axialmente alrededor del borde exterior, cortocircuitadas permanentemente en los extremos por los anillos de cortocircuito.

Con algunos ajustes en la forma de las barras del rotor, se pueden alterar las características velocidad-par, para maximizar el par a baja velocidad o minimizar la corriente de arranque, por ejemplo.

Razones por las que las barras del rotor de jaula de ardilla están sesgadas

A diferencia de otros motores, el ensamblaje del rotor de jaula de ardilla es ligeramente diferente. Las barras del rotor están sesgadas o inclinadas y se hace por varias razones:

Prevenir el acoplamiento magnético (cogging)

Si los conductores del rotor son rectos, es decir, no paralelos entre sí, la posibilidad de un fuerte acoplamiento o bloqueo magnético entre el estator y el rotor es bastante alta. Incluso si se aplica el voltaje completo al motor, no hay forma de arrancarlo.

Por eso el sesgado resulta útil, ya que evita este fenómeno —el cogging—.

Mejora del par de arranque

Cuando se realiza el sesgado, la longitud de las barras del rotor aumenta mientras que la sección transversal se reduce. Y como la resistencia del conductor depende de ambos factores, una resistencia aumentada conducirá a un factor de potencia mejorado del circuito del rotor. A su vez, aumenta el par de arranque del motor.

Prevenir el arrastre (crawling)

Cuando el motor de inducción funciona a una velocidad extremadamente baja, se conoce como crawling. Esto ocurre como resultado de los armónicos, que introducen oscilaciones en el par. Una vez que los rotores están sesgados, este resultado negativo se evita, ya que reducen eficazmente los armónicos de ranura.

Reducción del zumbido magnético

Los motores sesgados o inclinados causan una caída en el zumbido magnético. Cuando esto sucede, disminuyen las posibilidades de bloqueo del rotor y el motor funciona mucho más silencioso.

Señales de fallo en las barras del rotor de jaula de ardilla

Desafortunadamente, un fallo en la barra del rotor de jaula de ardilla está destinado a ocurrir. Y a veces significará que es hora de una revisión completa del motor eléctrico para averiguar la razón principal detrás del fallo.

Aunque es un evento inevitable, todavía hay formas de restaurar el motor a su estado original o incluso prevenir el mal funcionamiento.

A continuación, se muestran algunas señales que debe buscar para detectar un fallo:

• Barras rotas: Generalemente, las roturas ocurren dentro de la sección de la ranura, donde el anillo final se une a la barra, y cuando la barra entra en el núcleo.
• Arranques excesivos: Una disminución en el rendimiento del motor ocurrirá más temprano que tarde debido al número de usos y arranques.
• Anillos del rotor: Debido a un fallo en la soldadura, se producen roturas en el devanado del rotor, resultando en que se deslice de su posición original.
• Tiempo de arranque prolongado: Las grandes cargas de inercia suelen ser la fuente de este problema, causando una tensión innecesaria en el motor, resultando en daños permanentes.
• Fallos en los rodamientos: Cuando una correa ya tensa se sobrecarga, se produce un fallo en los rodamientos. Además del problema mencionado, otras razones incluyen tensiones e impactos axiales.

Para entender qué le pasa a su motor o cómo mejorarlo, necesita conocer cada parte del equipo completamente. Si bien las escobillas de carbón y los conmutadores juegan un papel, también lo hace el rotor de jaula de ardilla.

Conozca cómo funciona y entenderá cuándo es el momento de realizar una reparación del motor eléctrico. Pero al final del día, estos son solo los conceptos básicos de la barra del rotor de jaula de ardilla. Cuando no se detecta ninguna de las señales mencionadas, sería bueno solicitar un servicio de motor eléctrico para descubrir el problema con su equipo.