Los motores de corriente directa son uno de los elementos más utilizados dentro del mundo de la electricidad y la electrónica. Es por eso que existen diferentes formas de construirlos. Este tipo de motores eléctricos se caracterizan por que en el estator se utilizan imanes permanentes, es decir aquellos imanes que siempre están polarizados sin la necesidad de alguna intervención. En este articulo te explicaremos que partes tiene, como funciona y que tipos existen.
Contenido
Partes de los motores de imanes permanentes
Como estamos hablando de una clase de motor en particular, esta tiene los mismos componentes base sin importar del tipo con el que se este trabajando.
- Estator: Es la parte fija donde se colocan los imanes permanentes.
- Imanes: Se utilizan materiales capaces de producir magnetismo por si solos como el neodimio o la ferrita de boro.
- Rotor: Prácticamente es la parte giratoria. En este tipo de motores se colocan bobinas dentro del mismo rotor.
- Bobinas: Son alambres de cobre enrollados que se utilizan como electroimanes.
- Conmutador: Es un anillo seccionado que se conecta directamente a las bobinas. Y sirve para que se puedan invertir los polos magnéticos del rotor.
- Escobillas: Están conectadas a las terminales de alimentación y sirven para alimentar las bobinas aun cuando el rotor se mantienen girando.
- Carcasa: Normalmente se utilizan materiales resistentes como el metal, para poder proteger a todos componentes internos.
Como funcionan los motores eléctricos de imanes permanentes
El funcionamiento de este motor depende de la ley de los polos magnéticos donde dice que polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen. Para hacer que el rotor gire continuamente se utiliza este principio, ya que se colocan dos imanes permanentes en el estator de forma que en un extremo tengamos un polo sur magnético y en el otro extremo un polo norte. Después se coloca una bobina en el rotor y cuando le ponemos una corriente eléctrica genera un campo magnético que trata de alinearse con los polos magnéticos del estator. Pero cuando esta alineación esta apunto de suceder entra en juego un conmutador que se encarga de invertir el flujo de la corriente para invertir los polos y que estos traten de alinearse de nuevo. Es decir que el conmutador esta diseñado para cambiar constantemente el flujo de la corriente para que los polos siempre busquen alinearse y mientras el motor siga alimentado este nunca deje de girar.
Tipos de motores eléctricos de imanes permanentes
Dentro de esta categoría puede entrar cualquier tipo de motor que utilice imanes permanentes para su funcionamiento. Dentro de los motores mas comunes nos podemos encontrar con:
Motor eléctrico con escobillas
Este tipo de motor es el más común y se caracteriza por que utiliza escobillas para transmitir la energía eléctrica hacia las bobinas del rotor. Este tipo de motores se caracteriza por ser utilizados en aplicaciones de baja y media potencia como juguetes, electrodomésticos y herramientas.
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Motor eléctrico sin escobillas
El motor brusheless esta diseñado de tal forma que no tiene escobillas, ni anillo conmutador. Para lograr que el rotor gire se le colocan algunos juegos de bobinas que se deben de activar en un orden especifico, es decir que, estos motores se activan mediante circuitos electrónicos que mandan las señales en diferentes tiempos a las bobinas. Este tipo de motores se caracteriza por que son más eficientes, duraderos y tienen una mayor vida útil comparados con los de escobillas. Normalmente se utilizan en aplicaciones que requieren de un alto rendimiento como en la industria automotriz, robótica y en herramientas de alta precisión.
Ver articuloMotorreductor
Este tipo prácticamente utiliza un motor de escobillas combinado con un juego de engranes. La utilidad de los engranes es la de aumentar la fuerza de salida (torque), pero a cambio se reduce la velocidad de giro. Normalmente se utilizan cuando se necesita una alta potencia de salida, como puede ser en puertas automáticas, sistemas de elevación, robots, etc.
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Motor paso a paso
Este tipo de motor se caracteriza por que tiene diferentes juegos de bobinas y cada uno de estos es capaz de hacer avanzar al rotor un cierto numero de grados. Es decir que, cada ligero avance que tiene el eje se considera como un paso. Gracias a que este motor puede avanzar en pequeños pasos hace que tenga un control muy bueno de posicionamiento. Por lo que se utiliza en impresoras 3D, maquinas CNC, maquinas automatizadas y en la robótica.
Ver articuloServomotor
Este tipo de motor se caracteriza porque combina un motor convencional o de escobillas y un circuito electrónico de control. Para poder controlar el giro con una alta precisión a través de pulsos eléctricos. En palabras sencillas, el giro de este motor se controla de forma electrónica y puede girar el numero de grados que nosotros le indiquemos. Gracias a esta control se utiliza en aplicaciones como en la robótica, sistemas de control industrial, impresoras 3D, etc.
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Conclusión
A pesar de que los motores eléctricos de imanes permanentes solo tienen la función de girar, existen diferentes formas de construirlos para que puedan responder de diferentes maneras. Ya sea que giren continuamente o que giren un cierto numero de grados. También es importante recalcar que dependiendo de la construcción pueden tener mayor o menor torque, velocidad, eficiencia, etc. Gracias a que es componente muy versátil se puede utilizar desde aplicaciones comunes como juguetes hasta aplicaciones mas especificas como la robótica o dentro de la industria.
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Preguntas frecuentes
- ¿Cuáles son las partes principales de un motor eléctrico de CD? Puede variar dependiendo del tipo, pero a grandes rasgos encontramos escobillas, imanes, bobinas (electroimanes), rotor, carcasa, estator.
- ¿Cómo funcionan los motores de imanes permanentes? Funcionan a través de la interacción de los campos magnéticos que se generan en las bobinas con los que tienen los imanes permanentes.
- ¿Qué es un motor brushless? El termino Brushless es una palabra en ingles que significa «sin escobillas». Es decir que, estos motores quitan este elemento y lo remplazan por otro tipo de componente que agregue la misma funcionalidad.
- ¿Qué características se toman en cuenta al elegir un motor de imanes permanentes? La elección depende de factores como el espacio, la eficiencia ,el tipo de control, etc.
