Motor De DC Y Modo De Funcionamiento Del Motor De CC - OSWOS

Ir al contenidoMotor de DC o motor de CC

Los motores de DC son tam­bién lla­ma­dos motores de cor­ri­ente con­tin­ua, su con­tra­parte direc­ta son los motores de AC o tam­bién lla­ma­dos motores de cor­ri­ente alter­na. Como su nom­bre indi­ca, un motor de CC puede ser ali­men­ta­do por la cor­ri­ente con­tin­ua de una fuente de volta­je de CC, como una batería de 12V. La ima­gen ante­ri­or mues­tra la vista trasera y frontal de un motor de cor­ri­ente con­tin­ua. Para explicar mejor su estruc­tura y fun­cionamien­to, se ha elegi­do un dis­eño de motor muy sencillo.

Diseño del motor de corriente continua

Como cualquier motor eléc­tri­co, el motor de cor­ri­ente con­tin­ua está for­ma­do por un rotor y un esta­tor. A difer­en­cia de los motores de CA, el esta­tor no gira­to­rio del motor de CC está for­ma­do por imanes per­ma­nentes. Los imanes per­ma­nentes están fija­dos a una cubier­ta cilín­dri­ca de cha­pa metáli­ca. El rotor gira­to­rio está for­ma­do por finas lámi­nas eléc­tri­c­as indi­vid­uales. El rotor se enrol­la con bobi­nas de hilo de cobre. Los devana­dos indi­vid­uales están conec­ta­dos al con­mu­ta­dor. En el con­mu­ta­dor gira­to­rio hay dos esco­bil­las para los polos pos­i­ti­vo y neg­a­ti­vo. Las esco­bil­las pueden ser de car­bono o de met­al, por ejem­p­lo. Para mejo­rar el con­tac­to, las clav­i­jas de car­bono se pre­sio­n­an sobre el con­mu­ta­dor medi­ante pequeños muelles. Las esco­bil­las están conec­tadas a los polos pos­i­ti­vo y neg­a­ti­vo de la ten­sión con­tin­ua. A difer­en­cia de un motor de CA, que suele ten­er tres ter­mi­nales para la ali­mentación, el motor de CC sólo tiene dos ter­mi­nales para la ten­sión continua.

Función Motor DC

Como cualquier motor eléc­tri­co, el motor de cor­ri­ente con­tin­ua requiere un cam­po mag­néti­co cam­biante, que cam­bia en fun­ción de la posi­ción. El cam­po mag­néti­co es gen­er­a­do por un flu­jo de cor­ri­ente en los devana­dos. Para que el cam­po mag­néti­co cam­bie en fun­ción de la posi­ción, la direc­ción del flu­jo de cor­ri­ente en los devana­dos debe cam­biar. Para esto es nece­sario el lla­ma­do con­mu­ta­dor, que cam­bia la polar­i­dad de la ten­sión apli­ca­da a los devana­dos. Así, el con­mu­ta­dor se encar­ga de que se aplique a los devana­dos una ten­sión pos­i­ti­va o una ten­sión neg­a­ti­va. Por lo tan­to, la direc­ción del flu­jo de cor­ri­ente en el devana­do tam­bién cam­bia y tam­bién lo hace el cam­po mag­néti­co. Por lo tan­to, el con­mu­ta­dor puede con­sid­er­arse como un inver­sor mecáni­co que con­vierte la cor­ri­ente con­tin­ua del motor en una cor­ri­ente alter­na para los devana­dos. Por ello, el con­mu­ta­dor tam­bién se denom­i­na inver­sor mecáni­co de corriente.

Tipos de motores de CC

Exis­ten tres tipos difer­entes de motores de cor­ri­ente continua

motor de CC autoex­ci­ta­domotor de cor­ri­ente con­tin­ua de excitación sep­a­ra­damotor de CC de imán permanente

El motor de CC de imán per­ma­nente es el más pop­u­lar debido a su dis­eño sen­cil­lo. El motor de CC exci­ta­do por sep­a­ra­do y el motor de CC autoex­ci­ta­do no tienen imanes per­ma­nentes en el esta­tor; en su lugar, estos motores de CC uti­lizan elec­troimanes en el esta­tor. En el caso de los motores de CC autoex­ci­ta­dos, la ten­sión para el elec­troimán se uti­liza direc­ta­mente de la ten­sión de CC. En cam­bio, los motores de CC exci­ta­dos por sep­a­ra­do uti­lizan una ten­sión adi­cional que puede ajus­tarse inde­pen­di­en­te­mente de la ten­sión de CC del motor de CC. La con­tra­parti­da direc­ta de los motores de CC son los motores de CC sin esco­bil­las, o motores BLDC. Como su nom­bre indi­ca, los motores BLDC no tienen esco­bil­las, por lo que no tienen un con­mu­ta­dor. Los motores sin esco­bil­las pertenecen a los motores de CA. Los motores de CC sin hier­ro o sin ranuras no tienen ranuras en el rotor, es decir, no tienen dientes alrede­dor de los cuales se enrol­lan los devana­dos. Por lo tan­to, los devana­dos se enrol­lan alrede­dor del aire, por así decir­lo. Por eso se uti­liza el tér­mi­no “devana­do en el aire”.

Control de motores DC

El sen­ti­do de giro puede ajus­tarse fácil­mente medi­ante la polar­i­dad de los dos ter­mi­nales del motor de CC. Así, por ejem­p­lo, +12V para la rotación en el sen­ti­do de las agu­jas del reloj y ‑12V para la rotación en sen­ti­do con­trario. La ten­sión de ali­mentación y el sen­ti­do de giro exac­tos deben con­sul­tarse en la hoja de datos del fab­ri­cante del motor de CC. La veloci­dad puede mod­i­fi­carse a través de la ten­sión del motor de cor­ri­ente con­tin­ua. Sin embar­go, para con­tro­lar la veloci­dad cor­rec­ta­mente, se nece­si­ta un sen­sor o cod­i­fi­cador para detec­tar la veloci­dad. Tam­bién exis­ten méto­dos espe­ciales para cal­cu­lar la veloci­dad a par­tir de la cor­ri­ente del motor. Se puede uti­lizar un con­tro­lador PI como reg­u­lador, que ajus­ta la ten­sión en fun­ción de la desviación entre la consigna y la veloci­dad real. El niv­el de ten­sión ajus­ta­do de este modo mod­i­fi­ca la cor­ri­ente con­tin­ua que cir­cu­la por el motor. De esta man­era, la veloci­dad del motor de CC se con­tro­la a la veloci­dad establecida.

Aplicaciones de los motores DC

Los motores de cor­ri­ente con­tin­ua se uti­lizan sobre todo para los actu­adores sen­cil­los. Un gran cam­po de apli­cación de los actu­adores con motores de CC es la indus­tria del automóvil. Allí, los motores de CC se uti­lizan para los flaps y las válvu­las. Tam­bién en el ámbito del mod­elis­mo, se uti­lizan muchos motores de CC para ser­voac­cionamien­tos de aero­mod­e­los y para coches y bar­cos teledirigidos.

Ventajas y desventajas

Como los motores de cor­ri­ente con­tin­ua se fab­ri­can en can­ti­dades muy ele­vadas en un pro­ce­so total­mente autom­a­ti­za­do, son muy renta­bles. En la may­oría de los casos, se uti­lizan fer­ri­tas de bajo coste en lugar de imanes de neodimio-hier­ro-boro para man­ten­er bajos los costes de fab­ri­cación. Los imanes más débiles pro­por­cio­nan un menor rendimien­to y una menor den­si­dad de poten­cia. Sin embar­go, tam­bién hay motores de CC de alta cal­i­dad que tienen una bue­na efi­cien­cia. Sin embar­go, en ese caso son com­pa­ra­bles a los motores de CA en tér­mi­nos de coste. Una desven­ta­ja impor­tante es la lim­i­ta­da vida útil debido al des­gaste por fric­ción de las esco­bil­las. Esto tam­bién limi­ta la veloci­dad de los motores de CC. El lla­ma­do “brush fire”, que se pro­duce entre las esco­bil­las y el con­mu­ta­dor, tam­bién limi­ta las apli­ca­ciones de los motores de CC.