Un motor asíncron és un motor elèctric alimentat amb corrent altern en el qual la velocitat de rotació del rotor és diferent de la del camp magnètic de l'estator. Aquest tipus de motor també se li coneix com a motor d'inducció.
El motor d'inducció està compost per un rotor i un estator, en què es troben les bobines inductores. Les bobines inductores són trifàsiques i estan desfasades 120º entre elles.
El motor asíncron es fonamenta en els corrents induïts en el rotor a partir del camp magnètic de l'estator; per això es diu màquina d'inducció.
Per poder induir un corrent elèctric al rotor cal que el rotor estigui sotmès a una variació del flux magnètic generat per l'estator a la freqüència d'alimentació, o de sincronisme. En conseqüència, el rotor es desmagnetiza quan arriba a la de sincronisme ja que no veu variació de flux magnètic.
És per això que el rotor gira a una velocitat diferent de la del camp estatòric i per tant gira de manera asincrònica. En aquests motors, el camp magnètic giratori té la velocitat sincronia d'acord a la freqüència de la línia alimentadora.
Una característica important del motor asíncron o d'inducció és que no es pot variar la velocitat de rotor, ni per tant la potència, de manera gradual. La velocitat de funcionament dels motors d'inducció depèn de la freqüència d'alimentació i del nombre de pols.
Per què els motors asíncrons són els més utilitzats en la indústria?
Els motors d'inducció són els motors més utilitzats en la indústria causa de la seva robustesa i preu, sobretot el motor asíncron trifàsic. Aquest èxit es deu principalment per les següents raons:
- Comparat amb els altres motors elèctrics de la mateixa potència seu cost és inferior.
- Es tracta de motors d'una gran simplicitat amb una gran facilitat de manteniment.
- El motor asíncron té millor rendiment respecte al motor monofàsic. Per aquest motiu el motor monofàsic queda relegat a electrodomèstics i aparells domèstics de petita potència.
Els motors d'inducció també s'utilitzen àmpliament en la construcció de vehicles elèctrics.
Com funciona un motor d'inducció?
La bobina de l'estator s'alimenta amb un corrent altern. Gràcies a la disposició dels parells polars, desfasats entre si, el corrent genera un camp magnètic general que gira a l'espai amb la mateixa freqüència que el corrent de subministrament. Aquest camp magnètic es diu camp estator o camp rotant.
El debanament del rotor està immers en aquest camp magnètic giratori. Atès que el rotor gira més lent que el camp de l'estator, el flux magnètic subtendido pel debanament del rotor varia; en conseqüència, el camp magnètic giratori indueix corrents al rotor per inducció magnètica (llei de Faraday).
Aquests corrents induïdes, al seu torn, generen un camp magnètic de rotor, que s'oposa a les variacions de flux. El camp magnètic del rotor interactua amb el camp de l'estator generant un parell en el debanament del rotor que fa que el rotor giri. El gir del rotor proporciona l'energia mecànica que podrem aprofitar.
De fet, segons la llei de Lenz, el camp magnètic induït en el rotor sempre té la direcció oposada pel que fa a l'estator.
La inducció en el rotor només es pot produir si les velocitats relatives de camp estatòric i el rotòric són diferents. Per aquesta raó, el rotor sempre gira a una velocitat inferior a la del camp rotant.
Tipus de motors asíncrons
La classificació entre diferents tipus de motors asíncrons depèn de la tensió del corrent altern que s'utilitza:
- Motor asíncron trifàsic. Aquest tipus de motor utilitza corrent trifàsica de 400 volts.
- Motor asíncron monofàsic. Aquest tipus de motor utilitza corrent de 230 volts.
motors trifàsics
Un motor trifàsic és un tipus de motor robust i que no requereix commutador. La majoria dels motors asíncrons trifàsics tenen una càrrega equilibrada. Són motors que consumeixen el mateix en les tres fases, tant si estan connectades en estrella o en triangle.
Per a un motor asíncron trifàsic es pot arrencar de diferents formes: estrella-triangle, amb un variador de freqüència, per resistències estatóricas o per resistències rotors.
Les tensions en cada fase en aquest cas són iguals al resultat de dividir la tensió de línia per a l'arrel de tres. Per exemple, si la tensió de línia és 400 volts, llavors la tensió de cada fase és de 230 volts.
Motor de gàbia d'esquirol
El motor gàbia d'esquirol és un tipus de motor asíncron que utilitza un rotor anomenat rotor de gàbia d'esquirol. Aquest tipus de rotor està constituït per una sèrie de barres disposades en les ranures de la corona rotórica, unides en els seus extrems a dos anells. El parell d'arrencada és petit i la intensitat que absorbeixen és elevada.
La immensa majoria de motors asíncrons són de gàbia d'esquirol.
Motor de rotor bobinat
El motor de rotor bobinat és un tipus de motor elèctric de corrent altern. En aquest tipus de motor les ranures de la corona rotórica s'insereixen en els debanats units per un punt comú. Aquest tipus de motor té uns anells de coure, denominats anells fregants, que giren amb l'eix fent contacte entre aquest i unes escombretes que permetran connectar els debanats rotóricos amb l'exterior.
L'avantatge de l'rotor bobinat és que permeten l'arrencada progressiva mitjançant resistències rotors. No obstant això, avui dia, amb l'ús dels arrencadors i variadors electrònics no són necessaris i la seva fabricació està molt limitada.