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Estator

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Rotor (izquierda) y estator (derecha) de un motor eléctrico de jaula de ardilla
Bobinado del estator de un generador en una central hidroeléctrica

El estator o estátor[nota 1]​ es la parte fija de una máquina rotativa y uno de los dos elementos fundamentales para la conversión electromecánica de potencia, siendo el rotor su contraparte móvil. En el caso de los motores eléctricos, el estator proporciona un campo magnético que impulsa el inducido; mientras que en el caso de los generadores eléctricos, el estator convierte el campo magnético giratorio en corriente eléctrica. En las máquinas eléctricas asíncronas y pequeñas máquinas eléctricas síncronas, es en el estator donde se forma el campo magnético capaz de inducir una corriente eléctrica en el rotor. El estator de las máquinas eléctricas está formado básicamente por hierro tratado térmicamente y dotado de unas ranuras (también llamadas canales) en su interior donde se alojan las bobinas, y en su cara exterior se observa que dispone de aletas para una mejor disipación del calor.

Dependiendo de la configuración de la máquina, el estator puede ser:

  • El alojamiento del circuito magnético del campo en las máquinas de corriente continua. En este caso, el estator interactúa con la armadura móvil para producir par motor en el eje de la máquina. Su construcción puede ser de imán permanente o de electroimán, en cuyo caso la bobina que lo excita se denomina devanado de campo.
  • El alojamiento del circuito de armadura en las máquinas de corriente alterna. En este caso, el estator interactúa con el campo rotativo para producir el par motor y su construcción consiste en una estructura hueca con simetría cilíndrica, compuesta por láminas de acero magnético apiladas, para así reducir las pérdidas debidas a la histéresis y las corrientes de Foucault.
  • El alojamiento del circuito de armadura en los generadores de corriente alterna (alternadores) o continua (generadores). En este caso, el estator interactúa con el campo rotativo para producir corriente eléctrica. Una parte de la corriente generada puede aplicarse al circuito del estator para generar un campo magnético más fuerte, originando una mayor corriente. Su construcción consta también de una estructura hueca con simetría cilíndrica, compuesta por láminas de acero magnético apiladas, para así reducir las pérdidas debidas a la histéresis y las corrientes de Foucault.

Las partes principales son el estator son: carcasa, escudos, espiras, núcleo, bornera, entre otros.

El estator en motores[editar]

Estator de un motor de corriente alterna.
Estator de motor trifásico de corriente alterna.
Estator de un motor de inducción trifásico

Dependiendo de la configuración de un dispositivo electromotriz giratorio, el estator puede actuar como «imán de campo», interactuando con el inducido (también denominado armadura) para crear movimiento, o puede actuar como «inducido», recibiendo su influencia de las bobinas de campo en movimiento en el rotor. Los primeros generadores de CC (conocidos como dinamo) y motores de CC colocaban las bobinas de campo en el estator, y la generación de energía en bobinas de reacción móviles en el rotor. Esto es necesario porque se necesita un interruptor de alimentación en movimiento continuo conocido como conmutador para mantener el campo correctamente alineado a lo largo del rotor giratorio. El conmutador debe hacerse más grande y más robusto a medida que aumenta la corriente.

El estator de estos dispositivos puede ser un imán permanente o un electroimán.

Los alternadores producen electricidad en CA a través de múltiples bobinas conectadas en paralelo, eliminando la necesidad del conmutador.


Ensayos del estator[editar]

Valor de aislamiento: Este ensayo se realiza con ayuda de un megóhmetro, conociendo así la resistencia de aislamiento; la cual debe ser mayor o igual a la tensión nominal en voltios dividida entre la potencia nominal en kilovatios (kW), sumándole a este último mil.

Fórmula: Resistencia aislamiento = (Tensión nominal en voltios) / (Potencia Nominal en kW + 1000)

Esta relación se aplica a una máquina a plena carga (en caliente); ya que en frío debe ser mayor de al menos un 20 %.

Diseño de los estatores[editar]

Los estatores de los motores están hechos de hierro/acero o de una placa de circuito impreso (PCB). Originalmente utilizados en aplicaciones de baja potencia, los estatores de PCB pueden ser más livianos, más pequeños y menos ruidosos.[4]

Se incorporan finas trazas de cobre en el estator de la PCB, que sirven como devanados. Las líneas están intercaladas con laminados de vidrio epoxi, que aíslan cada bobina de sus vecinas. El núcleo de hierro tradicional se reemplaza por un núcleo de aire, ahorrando espacio y peso.[4]

Se puede utilizar devanados de horquilla en la fabricación de los estatores de motores eléctricos. Esta tecnología utiliza devanados con cables que, individualmente, pueden tener mayores secciones transversales que las utilizadas en los devanados convencionales.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «Fundación del Español Urgente RAE». 
  2. «Diccionario de ingeniería eléctrica de la Universidad de Salamanca». 
  3. Real Academia Española. «estátor». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 16 de septiembre de 2021. 
  4. a b Gustes-Pinto, Paulo (26 de marzo de 2022). «This Axial-Flux Motor With a PCB Stator Is Ripe for an Electrified World». IEEE Spectrum (en inglés). Consultado el 26 de abril de 2022. 

Notas[editar]

  1. Es correcto tanto «estator»/«estatores» como «estátor»/«estátores».[1]​ Algunos autores consideran esta palabra aguda, y la escriben, por tanto, sin tilde, pues procede del acusativo latino «statórem», como generador de «generatórem», amor de «amórem», dolor de «dolórem» y rotor de «rotórem», todas las cuales han llegado al español como agudas.[2]​ La Real Academia Española la ha incluido por primera vez en su diccionario en la 22ª edición en la forma «estátor», llana, con tilde, como adaptación del inglés «stator», acrónimo de «stationary» (estacionario) y «rotor» (rotor).[3]