7 claves sobre controladores de motor DC

¿Qué es un controlador de motor DC?

Un Controlador de Motor DC (Corriente Continua) es un tipo particular de dispositivo eléctrico que transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Los motores DC reciben energía eléctrica utilizando corriente continua y luego convierten este tipo de energía en rotación automática.

Los motores DC están casi en todas partes. Utilizan el campo magnético generado por la corriente generada. Estas corrientes son las que impulsan el rotor fijado en el eje de salida. La velocidad y el par de salida dependen tanto del diseño del motor como de la entrada eléctrica.

¿Cómo funciona un controlador de motor DC?

Los motores DC varían en potencia y tamaño. Puede encontrar mecanismos significativos usados para tirar de polipastos y ascensores, impulsar vehículos, hasta pequeños encontrados en juguetes. Pero de nuevo, ¿cómo funciona un motor DC? Los motores DC consisten en dos partes esenciales: una armadura y un estator. El estator es la parte permanente del motor, y la armadura es la parte giratoria.

Un motor DC usa conjuntos estacionarios de imanes encontrados en el estator además de una bobina de alambre. El bucle de alambre tiene una corriente que lo atraviesa generando un campo electromagnético alineado. Una o más bobinas de alambre aislado se envuelven alrededor del núcleo del motor para concentrar el campo magnético.

Los devanados del alambre aislado se conectan a un interruptor eléctrico rotatorio (conmutador), que aplica una corriente eléctrica a los devanados de la bobina. El interruptor eléctrico rotatorio permite que cada bobina de la armadura se energice, creando así par o una fuerza de rotación constante.

Al encender y apagar las bobinas en secuencia, se crea un campo magnético que interactúa con diferentes áreas de los imanes estacionarios creando par. Estos principios operativos fundamentales permiten a los motores DC convertir la energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica que puede usarse para equipos de propulsión. Todo esto a través de un movimiento de rotación.

¿Quién inventó el controlador de motor DC?

Un motor DC es una pieza sobresaliente de dispositivo eléctrico que ha revolucionado la vida de las personas de muchas maneras diferentes. Pero, ¿quién fue el inventor del motor DC? Al igual que cualquier otra innovación, hay muchas personas que jugaron un papel a través del desarrollo de otros equipos.

En Estados Unidos, Thomas Davenport fue el inventor del primer motor eléctrico. Davenport fue la primera persona en solicitar una patente para un motor eléctrico usable. Fue en 1837. Sin embargo, Davenport no fue la primera persona en sí en construir un motor eléctrico, ya que otros inventores en Europa habían desarrollado versiones más potentes anteriormente.

La razón por la que se elogia a Davenport como el inventor original es porque solicitó una patente antes. En 1834, Jacobi Moritz ya había presentado un motor altamente potente (tres veces más potente) que el de Davenport. Un año después, Sibrandus Stratingh y Christopher Becker demostraron una aplicación práctica del motor eléctrico.

Tipos de controladores de motor DC y control de motor DC

Hay varios tipos de motores DC que vale la pena conocer. Hasta ahora, esta guía ha explicado extensamente qué son los motores DC, su funcionalidad e historia. En este punto, veremos los tipos de motores DC. En resumen, hay cuatro tipos principales de motores DC, como se destaca a continuación:

Motores DC sin escobillas

Estos también se llaman motores DC síncronos o motores conmutados electrónicamente. La principal diferencia entre estos tipos de motores con el resto es que carecen de conmutador. Sin embargo, esto es reemplazado por un mecanismo de servo que puede detectar y posteriormente ajustar el ángulo del rotor. Los motores DC sin escobillas son duraderos y seguros.

Motores DC con escobillas

Estos son los motores DC originales que datan del diseño inicial de Sprague. Si bien siguen siendo populares para máquinas de papel, grúas y aún laminadores, su popularidad se está desvaneciendo últimamente.

Motores DC derivación (Shunt)

Estos son un tipo de motores con escobillas con conexiones de devanados de campo en paralelo con la armadura. Tienen menor corriente debido a los devanados en paralelo. Los motores derivación encuentran mucho uso en varias aplicaciones que necesitan un par constante. Mezcladoras, cintas transportadoras y polipastos dependen de ellos más.

Motores DC serie

Estos son la variedad final. Los devanados de campo conectados en serie los distinguen de los motores en paralelo. Significa, por tanto, que la corriente de la armadura pasa por el devanado de campo, creando velocidades mucho más rápidas. Los motores DC serie son ideales para tareas que demandan alto par de arranque.

Cuando se trata de control de motor DC, los siguientes son los métodos más comunes:

Controlador de dirección: Puente H

El circuito puente H entra como una de las formas más simples de controlar un motor DC. Aquí encontrará cuatro interruptores controlados en pares. Cuando cualquiera de estos pares se cierra, completan inmediatamente el circuito y posteriormente alimentan el motor. El puente H también puede controlar la velocidad.

Controlador de velocidad: Modulación por Ancho de Pulso (PWM)

Los circuitos PWM varían las velocidades del motor simulando un aumento o reducción en el suministro de voltaje. PWM es fácil e económico de aplicar, un aspecto que permite el control continuo de la velocidad del motor. Aquí, encontrará controladores de velocidad ajustable que funcionan enviando pulsos periódicos al motor. Cuando la inductancia de la bobina usando un pulso convencional trae algún efecto de suavizado de unión, el motor eléctrico es como si estuviera alimentado por alto o bajo voltaje.

Controlador de armadura: Resistencia variable

Esta es otra forma de afectar la velocidad de un motor DC. Aquí la corriente alimentada ya sea a través de la armadura o bobina de campo varía. Si está atento, notará que la velocidad del eje de salida cambia cuando hay un cambio en la corriente de las bobinas. Los resistores variables pueden cambiar la corriente para que pueda aumentar la velocidad.

Lo que necesita saber al comprar motores DC

Comprar motores DC es fácil. Todo lo que tiene que hacer es encontrar su proveedor, negociar un trato, pagar y recoger sus bienes, ¿verdad? Si piensa así, está equivocado. Hay algunas cosas esenciales que necesita considerar antes de comprar sus motores DC. Aquí hay algunos factores cruciales a considerar:

Voltaje

Cuanto mayor la energía, mayor el par. La energía mantiene la corriente neta fluyendo en una sola dirección. Asegúrese de verificar el voltaje recomendado del motor DC en el manual de instrucciones. Si falta, busque en otro lado.

Corriente

La corriente alimenta el motor, y demasiada es peligrosa ya que dañará el motor. Asegúrese de conocer la corriente de operación y de bloqueo de su controlador de motor DC antes de comprar uno.

Velocidad

La velocidad es algo complicada cuando se trata de motores. Los motores funcionan eficazmente a altas velocidades, pero eso no es posible si el engranaje es necesario. Agregar engranajes no limita la eficiencia del motor. Por lo tanto, necesita tener en cuenta la reducción de par y velocidad también.

Material PCB en ellos

El tipo de material de placa de circuito impreso usado en la fabricación de sus motores DC importa. Seleccionar motores DC que consisten en PCB con materiales inferiores es arriesgado para necesidades de control de motor DC.

¿Por qué elegir un motor DC?

Si bien tiene la opción de usar motores AC, recomendamos encarecidamente el motor DC como primera opción. Pero, ¿por qué? Los motores DC vienen con algunas ventajas comparados con los motores AC. Por ejemplo, son excelentes cuando necesita alto par de arranque destinado a impulsar cargas de alta inercia. Además, es fácil controlar las velocidades de los motores DC, a diferencia de los motores AC.

Los motores DC también son ideales cuando necesitan alimentación de fuentes DC de bajo voltaje, como paneles solares o una batería. Si quiere invertir la dirección rápidamente, encontrará los motores DC ideales para sus aplicaciones. A diferencia de los motores AC, puede arrancar y detener motores DC rápidamente y con mucha facilidad.

Áreas de aplicación del controlador de motor DC

Dado que hay varios motores DC en el mercado ahora, los usamos ampliamente. En el hogar, los motores DC encuentran su uso en juguetes, herramientas y otros electrodomésticos. En el sector industrial, sus demandas incluyen girasoles, transportadores y reversión, por mencionar algunos. Los siguientes son solo algunas aplicaciones específicas de controladores de motor DC:

Para bombas

Los motores DC se usan para alimentar bombas basándose en su excelente respuesta al moverse y velocidades variables fáciles.

En ventiladores

Son una preferencia en ventiladores debido a su mecanismo de ahorro de energía.

Para juguetes

Con una amplia variedad de voltaje, los juguetes de motor DC requieren diferentes tipos de movimiento y velocidad.

Para coches eléctricos

Los motores DC destinados a vehículos eléctricos son preferidos debido a su durabilidad y eficiencia energética.

Para bicicletas eléctricas

Las bicicletas eléctricas tienen motores DC en el buje de la rueda trasera y delantera para lograr los niveles de potencia y par requeridos.

Resumen

Sin duda, no hay fin a la vista en cuanto a cuándo se desvanecerá el uso de controladores de motor DC. Continúan encontrando propósito en varias aplicaciones, a pesar de enfrentar una fuerte competencia de dispositivos modernos e inteligentes. Hay cuatro tipos de motores DC en el mercado. Todos tienen PCB en ellos. Sin placas de circuito impreso, los controladores de motor DC no funcionarán como se espera. Los PCB son el corazón de los controladores de motor DC.

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