Los coches eléctricos ya son el presente del mundo de la automoción, y eso implica un cambio radical de conocimiento con respecto a los principios de funcionamiento de los coches con motor de combustión. Y es que ahora ya no tendremos que pensar en las diferencias entre un diésel y un gasolina, sino más bien en las diferencias entre un coche con motor síncrono y un coche con motor asíncrono. De hecho, en estos últimos tiene un papel muy relevante la inducción electromagnética.
Qué es la inducción
La inducción electromagnética es un fenómeno según el cual un campo magnético en movimiento genera una corriente eléctrica en un material conductor.
Tiene un papel clave en los coches eléctricos, pero también en millones de aplicaciones diferentes. Aunque puede que te suene más por aquello de las cocinas de inducción. Tanto en un motor eléctrico como en tu cocina encontrarás un principio de funcionamiento muy similar.
Por qué usar la inducción en un motor eléctrico
La función de un motor eléctrico es la de convertir energía eléctrica en energía cinética o movimiento. Para esto tenemos dos elementos principales en un motor eléctrico, un estátor conectado a la batería del coche, y un rotor conectado a la transmisión y las ruedas. La idea es sencilla, en realidad. El estátor es fijo, y el rotor gira. El estátor genera el campo magnético giratorio, y el rotor lo sigue.
Aunque hay rotores con imanes permanentes que tienen su propio campo magnético (motores síncronos de imanes permanentes), estos imanes son materiales caros y difíciles de conseguir. Por eso los fabricantes de coches comenzaron a apostar por los electroimanes. Como cualquier material conductor atravesado por una corriente eléctrica genera un campo magnético, lo único que tenemos que hacer para crear un electroimán es llenar el rotor de bobinas eléctricas y alimentarlas eléctricamente desde la batería del coche. Estos son los motores síncronos de alimentación externa. Esto tiene problemas de eficiencia, y no resulta fácil alimentar directamente el rotor, pues implica poner elementos como escobillas para alimentar el rotor que por lo general se desgastan.
Sin embargo, hubo fabricantes que apostaron por la inducción electromagnética. Partimos de la base de que necesitamos un rotor magnético. Para magnetizarlo sin tener imanes ponemos unas bobinas, y necesitamos que circule una corriente eléctrica por estas. Por el fenómeno de la inducción electromagnética podemos conseguir generar electricidad en estas bobinas sin necesidad de conectar un cable, solo moviendo un campo magnético alrededor de las bobinas. Lo más curioso es que el estátor hace precisamente eso, genera un campo magnético giratorio. ¿No es brillante?
Por qué es tan importante la inducción en los motores asíncronos
En realidad es todo un poco más complicado. Efectivamente el campo magnético giratorio del estátor genera electricidad en las bobinas del rotor. Gracias a esto, estas se magnetizan y siguen al campo magnético giratorio del estátor. Y aquí viene el problema. Si giran a la misma velocidad, el campo magnético del estátor deja de estar en «movimiento» con respecto al rotor, y por tanto, no se produce el fenómeno de la inducción electromagnética, según el cual el campo magnético debe estar sí o sí en movimiento. De esta forma, el rotor dejaría de ser un electroimán, y dejaría de seguir el campo magnético del estátor, frenándose.
Este es el motivo por el que se llaman motores asíncronos los motores de inducción, porque para que exista una inducción electromagnética, el campo del estátor y el rotor deben girar a velocidades diferentes. Esta diferencia de velocidad se llama deslizamiento, y es precisamente la que tiene un papel determinante en el par motor. De hecho, la gran complejidad de un motor asíncrono reside precisamente en cómo controlar el movimiento de las ruedas en base a este sistema de inducción, que no es tan «directo» como lo sería un motor síncrono. Aun así, ya hoy en día hay muchos vehículos con motores asíncronos que dominan este factor a la perfección y que incluso se combinan con motores síncronos en coches con múltiples motores.
No obstante, los motores asíncronos son más complejos, requieren de más precisión, y son más grandes, en términos generales, que los motores síncronos. Además, son algo menos eficientes que los de imanes permanentes. Todo esto presenta un desafío para los fabricantes que continúan buscando la forma de sacar el máximo partido a las baterías.
