Diseño de motores de corriente continua
Un motor eléctrico es una máquina que puede convertir la energía eléctrica en energía mecánica. Hay muchas aplicaciones del motor de corriente continua. Hoy vamos a saber ¿Puede el motor de CC funcionar con alimentación de CA y viceversa? Es posible que tenga esta pregunta en su mente, así que vamos a saber.
Ya sabemos que si intercambiamos los terminales de un motor de CC en derivación la rotación del motor no cambia. Para cambiar la rotación del motor shunt de CC debemos intercambiar los terminales de cualquiera, ya sea el terminal de armadura o el terminal de campo. Por lo tanto, se puede decir que un motor shunt de CC puede funcionar con alimentación de CA.
Como el motor es de CC, el devanado de campo y de inducido está hecho para la alimentación de CC. El devanado que está hecho para CC siempre tiene más resistencia que el devanado que está hecho para CA. Así que cuando le damos alimentación de CA se produce una autoinductancia en el devanado que se opone a la corriente, lo que disminuye aún más la producción de flujo. Por esta razón, el motor funcionará a muy baja velocidad con alimentación de CA.
Ya sabemos que en un motor de CC en serie, el devanado de campo tiene menos resistencia que un motor de CC en derivación, ya que el campo está conectado en serie con el devanado de la armadura. Por lo tanto, si le damos alimentación de CA a un motor de CC en serie, funcionará perfectamente. De hecho, los motores de corriente continua pueden funcionar tanto con corriente alterna como con corriente continua. Pero el motor original de serie de CA tiene una construcción diferente a la de un motor de serie de CC. Debido a que el fabricante diseña el motor de serie de CA para reducir las pérdidas.
Cómo alimentar un motor de corriente alterna
Funcionamiento de un motor eléctrico con escobillas con un rotor bipolar (inducido) y un estator con imanes permanentes. Los signos “N” y “S” designan las polaridades en las caras interiores del eje de los imanes; las caras exteriores tienen polaridades opuestas. Los signos + y – indican dónde se aplica la corriente continua al conmutador que suministra corriente a las bobinas del inducido
El tren de rodaje de la locomotora de la clase DD1 de los Ferrocarriles de Pensilvania era un par semipermanente de motores eléctricos de corriente continua de tercer carril construidos para la electrificación inicial del área de Nueva York cuando se prohibieron las locomotoras de vapor en la ciudad (aquí se ha eliminado la cabina de la locomotora).
Un motor de corriente continua es cualquier tipo de motor eléctrico rotativo que convierte la energía eléctrica de corriente continua (CC) en energía mecánica. Los tipos más comunes se basan en las fuerzas producidas por los campos magnéticos. Casi todos los tipos de motores de CC tienen algún mecanismo interno, electromecánico o electrónico, para cambiar periódicamente la dirección de la corriente en parte del motor.
Cómo alimentar un motor de corriente continua con una batería
Para empezar, un motor eléctrico es una máquina que utiliza la electricidad para hacer girar un eje, convirtiendo así la energía eléctrica en energía mecánica. Los motores eléctricos se dividen a grandes rasgos en los tres tipos siguientes.
Los motores de corriente continua se dividen a su vez en motores de corriente continua con escobillas y motores de corriente continua sin escobillas. Los motores de CC con escobillas tienen bobinas en su rotor, y alteran la forma en que la corriente fluye a través de las bobinas basándose en un mecanismo que utiliza conmutadores y escobillas. Los motores de CC con escobillas generan ruido eléctrico y acústico, y requieren un mantenimiento frecuente porque tanto las escobillas como el conmutador son piezas consumibles. Pero también tienen un diseño sencillo y pueden funcionar sin un circuito de accionamiento electrónico si no se necesita un control de la velocidad.
Un motor de corriente continua sin escobillas, en cambio, evita la necesidad de un conmutador y escobillas al tener un imán permanente en el rotor. Sin embargo, esto significa que necesitan un circuito de accionamiento. También se caracterizan por su bajo mantenimiento, su funcionamiento silencioso y su larga vida útil.
A diferencia de los motores de corriente alterna, los de corriente continua son muy fáciles de usar por la facilidad con la que se puede cambiar su velocidad. Entonces, ¿cómo se consigue esto en la práctica? La siguiente explicación comienza con el examen de las características de los motores de CC.
Fórmula de la potencia del motor de corriente continua
La creciente popularidad del motor de CC sin escobillas (BLDC) se debe al uso de la conmutación electrónica. Ésta sustituye a la mecánica convencional compuesta por escobillas que rozan el conmutador para dar energía a los devanados del inducido de un motor de CC.
La conmutación electrónica proporciona una mayor eficiencia con respecto a los motores de CC convencionales, con mejoras de entre el 20 y el 30% para motores que funcionan a la misma velocidad y carga. Dado que la Agencia Internacional de la Energía informa de que el 40% de toda la electricidad mundial se utiliza para alimentar motores eléctricos, este aumento de la eficiencia resulta convincente.
Además, el motor BLDC es más duradero. Conserva su alto rendimiento, mientras que la eficiencia y la potencia de un motor convencional equivalente disminuyen debido al desgaste, lo que provoca un mal contacto de las escobillas, la formación de arcos entre éstas y el conmutador que disipan la energía, y la suciedad que compromete la conductividad eléctrica.
Su mayor eficiencia permite que los motores BLDC sean más pequeños, ligeros y silenciosos para una potencia determinada, lo que aumenta su popularidad en sectores como la automoción, los electrodomésticos y la calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Otras ventajas de los motores BLDC son sus características superiores de velocidad frente a par (a excepción del par en el arranque), una respuesta más dinámica, un funcionamiento silencioso y mayores rangos de velocidad.