Motor eléctrico

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Tres motores eléctricos pequeños.

Rotor de un motor eléctrico.

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía eléctrica en energía mecánica. En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión:

A igual potencia su tamaño y peso son más reducidos.
Se pueden construir de cualquier tamaño.
Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.
Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 80%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina).
La gran mayoría de los motores eléctricos son máquinas reversibles pudiendo operar como generadores, convirtiendo energía mecánica en eléctrica.

Por estos motivos son ampliamente utilizados en instalaciones industriales y demás aplicaciones que no requieran autonomía respecto de la fuente de energía, dado que la energía eléctrica es difícil de almacenar. La energía de una batería de varios kilos equivale a la que contienen 80 gramos de gasolina. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.

[editar] Motores de corriente continua

Artículo principal: Motor de corriente continua

Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en:

Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica:

[editar] Motores de corriente alterna

Artículo principal: Motor de corriente alterna

Los motores de corriente alterna están formados por dos partes principales:

El estator es la parte externa del motor que no gira. Esta consta de embobinados, que al ser alimentados por corriente alterna, generan un campo magnético rotativo.
El rotor es la parte del motor que gira, debido a la acción del campo magnético rotativo del estator.

Los motores de corriente alterna se clasifican en:

[editar] Motor síncrono

Artículo principal: Motor síncrono

La velocidad de giro de un motor síncrono es constante y viene determinada por la frecuencia de la tensión de la red a la que este conectada y el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados anteriormente es:

$n=\frac{60f}{p}$

donde:

f: Frecuencia de la red a la que esta conectada la máquina (hercios)
p: Número de pares de polos que tiene la máquina (número adimensional)
n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

Por ejemplo, si se tiene una máquina de cuatro polos (2 pares de polos) conectada a una red de 50 Hz (frecuencia típica en Europa), la máquina operará a 1500 r.p.m.

Los motores sincrónos se caracterizan porque su rotor está magnetizado. Esto puede ser de varias formas: por ejemplo un imán permanente, bobinas energizadas por medio de una conexión exterior, etc.

Un caso especial de motor síncrono es el denominado condensador síncrono, cuya finalidad es actuar como condensador para mejorar el factor de potencia de una instalación.

[editar] Motor asíncrono

Artículo principal: Motor asíncrono

En un motor asíncrono o motor de inducción, el campo magnético rotativo induce en el rotor un campo magnético que se opone al primero, resultando en un par que hace que el rotor gire en el mismo sentido del giro del campo magnético rotativo. Para que el campo magnético pueda producirse, el rotor tiene que girar a una velocidad un poco menor que la del campo magnético rotativo. Por esto, su velocidad de giro es siempre inferior a la velocidad de sincronismo, aumentando esa diferencia a medida que aumenta la carga resistente del motor. La diferencia entre la velocidad de sincronismo y la real de la máquina es relativamente pequeña incluso con cargas elevadas. Esta diferencia de velocidad se llama "deslizamiento".

El motor asíncrono más conocido es el motor denominado jaula de ardilla. Su nombre se debe al parecido del rotor con una jaula, donde acostumbran a correr los roedores que se mantienen como mascotas. Este tipo de motor no proporciona ningún voltaje al rotor por medio de conexiones externas. Cuando se incrementa la potencia del motor suele ser necesario emplear diferentes sistemas de arranque para limitar la punta de corriente que se produce durante el arranque. Por su simplicidad de funcionamiento y su robustez es el tipo de motor eléctrico más empleado.