Motores de corriente continua de imán permanente (Permanent-Magnet DC Motors)
- 1. Conexiones del inducido. (Armature connections)
- 2. Inducido laminado. (Laminated armature)
- 3. Estator de imán permanente. (Permanent-magnet stator)
- 4. Bastidor o carcasa del motor. (Frame)
- 5. Escobillas y portaescobillas. (Brushes and brush holder)
- 6. Conmutador. (Commutator)
- 7. Eje de accionamiento. (Drive shaft)
- 8. Inducido del motor. (Armature)
- 9. Núcleo laminado del inducido. (Laminated armature core)
- 10. Portaescobillas. (Brush holder)
- 11. Escobillas del motor. (Motor brushes)
- 12. Imán permanente del estator. (Permanent magnet)
- 13. Carcasa del motor. (Motor frame)
- 14. Conexión del devanado del inducido. (Armature winding connection)
- 15. Conjunto rotor-inducido. (Rotor assembly)
- 16. Superficie del conmutador. (Commutator surface)
- 17. Núcleo magnético del rotor. (Rotor magnetic core)
- 18. Colector del conmutador. (Commutator segments)
- 19. Soporte del eje. (Shaft support)
- 20. Sistema de conmutación mecánica. (Mechanical commutation system)
Fig. : Vista seccionada de un motor DC de imán permanente de fracción de caballo de fuerza.
Los motores de corriente continua de imán permanente (PM DC motors) son máquinas
eléctricas simples y confiables que ofrecen alta eficiencia, elevado par de
arranque y una característica de velocidad-par aproximadamente lineal. En este
tipo de motor el campo magnético no se produce mediante devanados de excitación,
sino mediante imanes permanentes montados en el estator. El rotor o inducido
posee devanados conectados a un conmutador mecánico y escobillas que permiten
la conmutación de la corriente durante la rotación.
Los imanes permanentes modernos, generalmente de tierras raras o materiales
cerámicos, han reemplazado a los antiguos imanes de alnico. Estos materiales
permiten generar campos magnéticos más intensos y compactos, lo que ha dado
lugar a motores más pequeños y ligeros con prestaciones comparables o superiores
a motores más grandes de diseños anteriores. Debido a estas características, los
motores PM DC se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de movimiento,
especialmente en sistemas de control de velocidad y posición en lazo cerrado.
Motores DC sin escobillas (Brushless DC Motors)
Fig : Vista seccionada de un motor DC sin escobillas (brushless) de fracción de caballo de fuerza.
- 1. Estator. (Stator)
- 2. Devanado del estator. (Stator winding)
- 3. Placa terminal. (End plate)
- 4. Generadores de efecto Hall. (Hall-effect generators)
- 5. Soporte del devanado. (Winding support)
- 6. Rotor de imán permanente. (Permanent-magnet rotor)
- 7. Rodamiento de bolas. (Ball bearing)
- 8. Eje. (Shaft)
- 9. Núcleo del estator. (Stator core)
- 10. Conjunto rotor. (Rotor assembly)
- 11. Imán permanente del rotor. (Rotor permanent magnet)
- 12. Sensor de posición del rotor. (Rotor position sensor)
- 13. Sistema de conmutación electrónica. (Electronic commutation system)
- 14. Carcasa del motor. (Motor housing)
- 15. Soporte del eje. (Shaft support)
- 16. Bobinado del estator. (Stator coil winding)
- 17. Sistema de detección de posición. (Position sensing system)
- 18. Núcleo magnético del estator. (Magnetic stator core)
- 19. Rotor magnético. (Magnetic rotor)
- 20. Sistema de accionamiento del motor. (Motor drive system)
Los motores DC sin escobillas presentan características de velocidad-par
similares a las de los motores DC con escobillas, pero utilizan conmutación
electrónica en lugar de conmutación mecánica. En estos motores el rotor contiene
imanes permanentes mientras que los devanados se encuentran en el estator. Esta
configuración, conocida como diseño “inside-out”, permite eliminar las escobillas
y el conmutador, reduciendo el desgaste mecánico y aumentando la fiabilidad.
La conmutación electrónica se realiza ,
frecuentemente sensores de efecto Hall, que detectan la posición del rotor y
controlan los circuitos de conmutación de los transistores de potencia. Estos
circuitos pueden estar montados dentro del propio motor o en módulos externos.
Los rotores de los motores brushless suelen utilizar imanes de tierras raras,
como neodimio-hierro-boro o samario-cobalto, que proporcionan mayor densidad de
flujo magnético que los imanes tradicionales. Esto permite construir motores más
compactos, con mayor potencia específica y menor inercia, mejorando el rendimiento
dinámico en aplicaciones de control de movimiento y automatización industrial.
Arranque de motores de corriente continua (DC Motor Starting)
Los motores de corriente continua de baja potencia pueden arrancarse conectándolos
directamente a la línea de alimentación. Sin embargo, los motores de mayor potencia
requieren arranque con tensión reducida para limitar la corriente inicial. Durante
el arranque, el inducido está detenido y no existe fuerza contraelectromotriz, por lo
que la corriente puede ser muy elevada debido a la baja resistencia del circuito del
inducido. Para evitar corrientes excesivas se utilizan resistencias de arranque
conectadas en serie, las cuales se reducen progresivamente a medida que el motor
acelera. También es importante maximizar el flujo del campo magnético para obtener
un alto par de arranque. En sistemas modernos de control de movimiento, la velocidad
del motor se incrementa gradualmente mediante control electrónico. |
