¿Cómo funciona un motor eléctrico de corriente continua?

La ventaja de los motores DC es el control de velocidad y se utilizan típicamente con un controlador SCR en aplicaciones que requieren velocidad ajustable y par constante en todo el rango de velocidades. También se utilizan en aplicaciones que requieren frenos dinámicos o velocidad/retroceso ajustable. Las bobinas dictan las características eléctricas del motor. Algunos motores de este tipo carecen de una buena regulación de velocidad, pero son adecuados para cargas de alto par. Los motores de derivación funcionan a una velocidad constante, aunque tienden a ralentizarse bajo carga.

Su propósito es mejorar el rendimiento de par-velocidad del motor para que, a medida que el motor se carga más, el par se mantenga constante o aumente ligeramente. Los motores de corriente continua (DC) son una de las primeras máquinas diseñadas para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. La corriente continua de imán permanente (PM) convierte la energía eléctrica en energía mecánica a través de la interacción de dos campos magnéticos. Un campo es producido por un conjunto de imanes permanentes, el otro campo es producido por una corriente eléctrica que fluye por el motor. Estos dos campos dan como resultado un par de torsión que tiende a girar el rotor. A medida que el rotor gira, la corriente se conmuta para producir una salida de par continua. El campo electromagnético estacionario del motor también puede ser bobinado por cable o puede estar formado por imanes permanentes (llamado motor de imán permanente).

Funcionamiento de los motores DC

En cualquier estilo (campo de dos o imán permanente) el conmutador. actúa como la mitad de un interruptor mecánico y gira con la armadura. El conmutador está compuesto de segmentos conductores (llamados barras), generalmente hechos de cobre, que representan la terminación de bobinas individuales de alambre distribuidas alrededor de la armadura. La segunda mitad del interruptor mecánico se completa con los cepillos. Estos cepillos típicamente permanecen estacionarios con la carcasa del motor pero cabalgan (o cepillan) en el conmutador giratorio. A medida que la energía eléctrica pasa a través de los cepillos y, por consiguiente, a través de la armadura, se genera una fuerza torsional como reacción entre el campo del motor y la armadura que hace girar la armadura del motor. Al girar la armadura, los cepillos cambian a barras adyacentes en el conmutador. Esta acción de conmutación transfiere la energía eléctrica a un devanado adyacente en la armadura que a su vez perpetúa el movimiento torsional de la armadura.

Los motores de imán permanente (PM) son probablemente los motores de corriente continua más comúnmente usados, pero también existen otros tipos de motores de corriente continua (tipos que utilizan bobinas para hacer el campo magnético permanente también). El desplazamiento del campo magnético se logra conmutando la corriente entre las bobinas del motor. Esta acción se llama “conmutación”. Muchos motores de corriente continua (tipo cepillo) tienen conmutación incorporada, lo que significa que a medida que el motor gira, los cepillos mecánicos conmutan automáticamente las bobinas del rotor. Usted puede utilizar motores de cepillo dc en una variedad de aplicaciones. Un motor de corriente continua con imán simple y permanente es un elemento esencial en una variedad de productos, como juguetes, servomecanismos, actuadores de válvulas, robots y electrónica automotriz.

Hay varias ventajas típicas de un motor PM: En comparación con los motores de corriente continua de CA o de campo bobinado, los motores PM suelen ser físicamente más pequeños en tamaño y ligeros para una potencia nominal determinada. Además, dado que el campo del motor, creado por el imán permanente, es constante, la relación entre par y velocidad es muy lineal. Un motor PM puede proporcionar un par de torsión relativamente alto a bajas velocidades y el campo PM proporciona un cierto autofrenado inherente cuando la potencia del motor se apaga. Hay varias desventajas a través de las cuales, la mayoría son de alta corriente durante una condición de pérdida y durante la inversión instantánea. Estos pueden dañar algunos motores o ser problemáticos para controlar los circuitos. Además, algunos materiales magnéticos pueden dañarse cuando se someten a un calor excesivo y a una cierta fuerza de campo suelto si se desmonta el motor.

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