Conceptos básicos de los motores de CC con escobillas y sin escobillas

¿Alguna vez te has preguntado cómo se mueve tu coche? ¿Cuál es la magia detrás de esto? Solo entre los dos, la magia es del motor. Entonces, ¿qué es el motor? ¿Qué potencia tiene el motor para hacer que cosas como tu coche se muevan? Encontrarás las respuestas aquí en esta publicación.

Motor es un dispositivo electromagnético que convierte la energía eléctrica en  energía mecánica . Se indica con la letra M (antiguo estándar D) en el circuito. Su función principal es generar par motor, como fuente de energía para diversos aparatos o máquinas eléctricas, como locomotoras eléctricas, tranvías, grabadoras, maquinillas de afeitar, juguetes eléctricos, etc.

Los motores se pueden dividir en motores de CC y motores de CA según el tipo de potencia

El motor de CC es un motor que convierte la energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica. El automóvil que acabamos de mencionar utiliza un motor de corriente continua.

El motor de CA es un motor que convierte la energía eléctrica de corriente alterna en energía mecánica. Son ampliamente utilizados en lavadoras, frigoríficos, acondicionadores de aire, bombas de humo, ventiladores y otros aparatos eléctricos.

Los motores de CC se pueden dividir en sin escobillas unos y cepillados por estructura y principio de funcionamiento. Y hay niveles más profundos de categorizaciones bajo los motores con escobillas, tal como puede ver en el "árbol genealógico de los motores de CC" a continuación:

Motor CC sin escobillas

El motor de CC sin escobillas intercambia el estator y el rotor de un motor de CC convencional. El rotor es de imán permanente, lo que produce un flujo de entrehierro. El estator es una armadura y consta de un devanado multifásico. En estructura, es similar al motor síncrono de imanes permanentes.

Los motores de CC sin escobillas se utilizan principalmente en periféricos informáticos y productos electrónicos como impresoras, máquinas de fax, fotocopiadoras, discos duros, unidades de disquete, cámaras de cine, grabadoras de cinta, etc.

Motor CC con escobillas

Dos escobillas (escobillas de cobre o carbón) del motor de escobillas conectan directamente los electrodos positivo y negativo con el conmutador del rotor fijando las escobillas en la cubierta trasera del motor usando un asiento aislante. El conmutador conecta las bobinas en el rotor. La polaridad de las tres bobinas se alterna constantemente, formando una fuerza con los dos imanes fijos y, por lo tanto, el dispositivo gira.

Motores CC con escobillas se pueden dividir en motores electromagnéticos de corriente continua y  motores de CC de imanes permanentes.

Motor CC electromagnético

El motor electromagnético de CC incluye los de serie, los de derivación, los separados y los compuestos.

• Para motores en serie , el devanado de excitación se conecta en serie con el devanado del inducido y luego se conecta a la fuente de alimentación de CC. Se puede aplicar en herramientas eléctricas y utensilios de cocina.
• Para motor de derivación , el devanado de excitación está conectado en paralelo con el devanado del inducido. Aquí, el devanado de excitación y la armadura comparten la misma fuente de alimentación. Y el rendimiento es el mismo que el de los motores separados. Se usa comúnmente en tornos grandes, cepilladoras.
• Para motor separado , el devanado de excitación no está conectado con el devanado del inducido, sino alimentado por otras fuentes de alimentación de CC. Los motores de CC de imanes permanentes se pueden considerar como motores de CC separados. Al igual que el motor de derivación, a menudo se usa en tornos y cepilladoras grandes.
• Para motor compuesto , hay dos devanados de excitación, excitación en derivación y en serie. Si el potencial de flujo generado por el devanado en serie está en la misma dirección que el generado por el devanado en derivación, se denomina excitación compuesta acumulativa. Si las dos direcciones son opuestas, se llama excitación compuesta diferencial. Se puede utilizar en barcos, trolebuses y equipos de elevación y minería.

Motor de CC de imanes permanentes

Los motores de CC de imanes permanentes incluyen tierras raras unos, ferrita unos y Al-Ni-Co unos. Su aplicación es extremadamente amplia, cubriendo casi todas las áreas de la producción aeroespacial, de defensa, industrial y agrícola y nuestra vida diaria.

En la industria del aire acondicionado, los motores de CC sin escobillas de imanes permanentes se han convertido en uno de los principales indicadores para medir la tecnología del aire acondicionado.

• El primer prototipo de motor fue un motor de imanes permanentes. Sin embargo, debido al bajo rendimiento del material de imán permanente, su aplicación era bastante limitada.
• Al-Ni-Co El imán permanente llevó el desarrollo del motor de imán permanente al siguiente nivel. Pero debido a su alto precio, este tipo de motor tampoco se usa mucho.
• Desde la aparición de la ferrita barata , la aplicación del motor de imanes permanentes se ha expandido mucho, desde motores de juguete, motores audiovisuales, micromotores automotrices hasta accionamientos industriales de baja potencia y servoaccionamientos. Las estadísticas muestran que los motores de imán permanente representan más del 92 % de los motores de CC por debajo de 500 W, la mayoría de los cuales son motores de imán permanente de ferrita.
• Sin embargo, el magnetismo de la ferrita es deficiente e inadecuado para las necesidades de los motores de alto rendimiento. En la década de 1960, las tierras raras Aparecieron los imanes permanentes de samario cobalto. Hace posible servomotores de alto rendimiento. Sin embargo, su precio es tan alto que se reemplaza por imanes permanentes de NdFeB encontrados en la década de 1980.
• El imán permanente de NdFeB tiene un mejor rendimiento en casi todos los aspectos excepto en la temperatura de trabajo y el coeficiente de temperatura magnética. Además, es mucho más barato. Se espera que todos los tipos de servomotores, ya sean de CC o CA, o motores paso a paso, eventualmente serán reemplazados por motores de imanes permanentes.

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