Controlador de motor de CC
Los motores eléctricos de CC son actuadores continuos que convierten la energía eléctrica en energía mecánica. El motor de CC lo consigue produciendo una rotación angular continua que puede utilizarse para hacer girar bombas, ventiladores, compresores, ruedas, etc.
Además de los motores de corriente continua convencionales, también existen motores lineales capaces de producir un movimiento lineal continuo. Existen básicamente tres tipos de motores eléctricos convencionales: Motores de tipo AC, Motores de tipo DC y Motores Stepper.
En este tutorial sobre motores eléctricos sólo veremos los motores de corriente continua y los motores paso a paso que se utilizan en muchos tipos diferentes de circuitos electrónicos, de control posicional, de microprocesadores, de PIC y de tipo robótico.
El motor de CC o motor de corriente continua para darle su título completo, es el actuador más comúnmente utilizado para producir un movimiento continuo y cuya velocidad de rotación puede ser fácilmente controlada, haciéndolos ideales para su uso en aplicaciones donde se requiere control de velocidad, control de tipo servo, y/o posicionamiento. Un motor de corriente continua consta de dos partes, un “Estator” que es la parte estacionaria y un “Rotor” que es la parte giratoria. El resultado es que hay básicamente tres tipos de motores de CC disponibles.
Control de la velocidad del motor de corriente continua
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 CC se dividen a su vez en motores de CC con escobillas y motores de CC 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.
Control de la velocidad del motor de corriente continua Arduino
Un motor de CC o motor de corriente continua es una máquina eléctrica que transforma la energía eléctrica en energía mecánica mediante la creación de un campo magnético alimentado por corriente continua. Cuando un motor de corriente continua es alimentado, se crea un campo magnético en su estator. El campo atrae y repele los imanes del rotor, lo que hace que éste gire. Para mantener el rotor en continua rotación, el conmutador que está unido a las escobillas conectadas a la fuente de alimentación suministra corriente a los bobinados del motor.
Una de las razones por las que se prefieren los motores de CC sobre otros tipos de motores es su capacidad para controlar con precisión su velocidad, lo que es una necesidad para la maquinaria industrial. Los motores de CC son capaces de arrancar, parar y retroceder inmediatamente, un factor esencial para controlar el funcionamiento de los equipos de producción.
Para apreciar las ventajas de los motores de CC, es importante conocer los distintos tipos. Cada tipo de motor de CC tiene características beneficiosas que deben ser examinadas antes de su compra y uso. Dos de las principales ventajas de los motores de CC frente a los de corriente alterna (CA) son su facilidad de instalación y que requieren poco mantenimiento.
Relación de tensión de la velocidad del motor
La contrafuerza Eb de un motor de CC no es más que la fuerza electromagnética inducida en los conductores de la armadura debido a la rotación de la armadura en el campo magnético. Así, la magnitud de Eb puede ser dada por la ecuación de EMF de un generador de CC.
Para controlar el flujo, se añade un reóstato en serie con el devanado de campo, como se muestra en el diagrama del circuito. Si se añade más resistencia en serie con el devanado de campo, aumentará la velocidad al tiempo que se reduce el flujo. En los motores shunt, como la corriente de campo es relativamente muy pequeña, la pérdida Ish2R es pequeña. Por lo tanto, este método es bastante eficiente. Aunque la velocidad puede aumentarse por encima del valor nominal reduciendo el flujo con este método, pone un límite a la velocidad máxima ya que el debilitamiento del flujo de campo más allá de un límite afectará negativamente a la conmutación.
La velocidad de un motor de corriente continua es directamente proporcional a la contrafase Eb y Eb = V – IaRa. Es decir, cuando la tensión de alimentación V y la resistencia del inducido Ra se mantienen constantes, entonces la velocidad es directamente proporcional a la corriente del inducido Ia. Por lo tanto, si añadimos una resistencia en serie con el inducido, Ia disminuye y, por lo tanto, la velocidad también disminuye. Cuanto mayor sea la resistencia en serie con el inducido, mayor será la disminución de la velocidad.