Principio de funcionamiento y tipos de motores ¿Qué es un motor de CC?

Un motor de CC es un tipo de mecanismo eléctrico que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Este motor funciona con una fuente de corriente continua y convierte esta energía en rotación mecánica.

motores de corriente continua Utilizan campos magnéticos resultantes de corrientes eléctricas generadas, que impulsan el movimiento de un rotor fijado en el eje de salida. El par y la velocidad de salida dependen tanto de la entrada eléctrica como de cómo está diseñado el motor.

¿Qué es un motor de CC?

Esta revolucionaria pieza electrónica ha cambiado nuestras vidas de muchas maneras. Como ocurre con todas las innovaciones importantes, muchas personas desempeñaron un papel importante en el desarrollo de este mecanismo. En los Estados Unidos, Thomas Davenport es reconocido como inventor el primer motor eléctrico porque fue el primero en patentar un motor eléctrico utilizable en 1837. Sin embargo, Davenport no fue la primera persona en construir un motor eléctrico, varios inventores en Europa desarrollaron versiones más potentes hasta que Davenport presentó su patente.

En 1834, Moritz Jacobi presentó un motor tres veces más potente que el que posteriormente patentó Davenport, mientras que Sibrandus Stratingh y Christopher Becker fueron los primeros en demostrar una aplicación práctica de un motor eléctrico conduciendo un modelo de automóvil pequeño en 1835.

El primer motor DC con escobillas Fue inventado unos años más tarde, en 1886, por Frank Julian Spraguecuya invención condujo al primer carro motorizado en 1887 y al primer ascensor eléctrico en 1892. El motor continuo Sprague fue un desarrollo extremadamente significativo, que condujo a una variedad de aplicaciones que cambiaron significativamente el campo industrial.

Cómo funciona el motor de CC

El término «motor CC» se utiliza para referirse a cualquier mecanismo eléctrico giratorio que convierte energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica. Los motores de CC pueden variar en tamaño y potencia. motores desde pequeños, frecuentemente utilizados en juguetes eléctricos y electrodomésticos, hasta grandes mecanismos que impulsan vehículos, ascensores, escaleras mecánicas, etc. ¿Pero cómo funcionan los motores DC?

Los motores de CC incluyen dos componentes clave: un estator (inductor) y un rotor (Indo). estator es la parte estacionaria de un motor, mientras que el rotor es la parte giratoria. El estator está formado por una carcasa de hierro fundido o acero en cuyo núcleo se fijan los polos (principal y auxiliar) con sus respectivos devanados (inductancias) o sin devanados en el caso de imanes permanentes.

rotor Está formado por placas electrotécnicas de acero, fijadas al eje, dotadas de muescas periféricas donde se sitúan los lados activos de las bobinas inductoras. El rotor tiene un colector cilíndrico de láminas de cobre aisladas encajadas en un cubo de eje.

Un motor de CC simple utiliza un conjunto estacionario de imanes en el estator y una bobina de alambre por la que fluye una corriente para generar un campo electromagnético alineado con el centro de la bobina. Se enrollan varios hilos de cable aislado alrededor del núcleo del motor para concentrar el campo magnético. Los cables aislados enrollados están conectados a un interruptor (un interruptor eléctrico giratorio), que aplica una corriente eléctrica. El interruptor permite que cada bobina de la armadura se energice a su vez, creando una fuerza de rotación constante (conocida como torque).

Cuando las bobinas se encienden, se crea un campo magnético giratorio que interactúa con los diferentes campos de los imanes estacionarios en el estator, provocando que gire. Estos principios operativos clave de los motores de CC permiten la conversión de energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica mediante un movimiento giratorio, que luego puede usarse para mover objetos.

La rotación del rotor induce un voltaje en el devanado del rotor. Este voltaje inducido es opuesto al voltaje aplicado al rotor. Como el motor gira más rápido, el voltaje resultante es casi igual al voltaje inducido. La velocidad del motor permanecerá constante mientras no actúe carga sobre el motor. Cuando se aplica una carga al rotor, el voltaje se reducirá, pero el motor consumirá más corriente para realizar el trabajo mecánico.

La velocidad a la que funciona un motor de CC depende de la intensidad del campo magnético que actúa sobre el rotor y de la corriente del rotor. Cuanto más fuerte sea el campo magnético, menor será la velocidad de rotación necesaria para crear una corriente secundaria necesaria para contrarrestar la corriente aplicada.

Tipos de motores CC (motores CC)

Aunque el principio de funcionamiento es el mismo, existen diferentes tipos motores de corriente continualo cual tiene ventajas y desventajas. Los tipos más populares de motores DC son: con escobillas y sin escobillas.

motores cepillados se utilizan para aplicaciones donde el sistema de control es simple, como las de equipos industriales básicos. Motores sin escobillas son mucho más fáciles de mantener, tienen una vida más larga y una alta eficiencia. Generalmente se utilizan en control de velocidad y posición en aplicaciones como ventiladores, bombas y compresores donde se requieren cualidades como confiabilidad y robustez.

• Motor CC con escobillas

Motor CC con escobillas es el motor de CC original, que se remonta al diseño original de Sprague. Este motor tiene un interruptor para invertir la corriente cada medio ciclo y crear un par unidireccional. Si bien los motores de CC con escobillas siguen siendo populares para la propulsión eléctrica (grúas, impresoras y acerías), muchos se han ido eliminando en los últimos años en favor del modelo sin escobillas, más eficiente.

La desventaja de este motor es que disipa mucha energía mediante fricción y calentamiento. Nuevamente debido a las chispas provenientes de las escobillas, se produce un factor de distorsión en el sistema de combustible al reintroducir pulsos en la dirección opuesta. Por un lado es más caro porque requiere mantenimiento (sustitución de escobillas), por otro puede ser más cómodo porque es precisamente a través de este mantenimiento como se puede alargar su vida.

• Motor CC sin escobillas

Motores CC sin escobillas También se les conoce como motores conmutados electrónicamente o motores CC síncronos. Este tipo de motor también se denomina motor CC trifásico sin escobillas en la industria de las bicicletas eléctricas. Este motor tiene bobinas de cobre colocadas en el estator y su rotor contiene una serie de imanes permanentes. El motor funciona con tres formas de onda diferentes que generan un campo magnético en el estator.

La principal diferencia entre los motores de CC sin escobillas y otros tipos es que no tienen conmutador, que se reemplaza por un servomecanismo electrónico que puede detectar y ajustar el ángulo del rotor.

Motor CC sin escobillas tiene varias ventajas. En primer lugar, la falta de mantenimiento porque no tiene escobillas que se desgasten con el tiempo. Además, no hay fuerza de fricción, lo que da como resultado un mayor par y velocidad, así como una mejor refrigeración.

Una desventaja es que el control del motor DC sin escobillas es más complejo, por lo que es absolutamente necesario un controlador. La transmisión de señales a las bobinas se produce con la ayuda de sensores Hall que pueden causar problemas en caso de rotura.

Aunque todo tipo de motor de corriente continua Tiene sus ventajas, en general existen varios usos para él. En casa, los pequeños motores de CC se utilizan en herramientas eléctricas, juguetes y diversos electrodomésticos. La aplicabilidad de los motores de CC también se observa en ascensores, escaleras mecánicas, cintas transportadoras y mesas giratorias de uso frecuente con fines industriales.

Los motores son una parte esencial de la vida cotidiana y se pueden encontrar en todas partes, desde pequeños usos residenciales como electrodomésticos y herramientas hasta el sector del transporte con coches eléctricos, trenes y motores industrial. Dado que vivimos en una revolución industrial permanente, la aplicabilidad de los motores DC es enorme.