1. Motor de corriente continua con escobillas
En los motores con escobillas, esto se realiza mediante un interruptor giratorio en el eje del motor, llamado conmutador. Este consta de un cilindro o disco giratorio dividido en múltiples segmentos de contacto metálico en el rotor. Los segmentos están conectados a los devanados conductores del rotor. Dos o más contactos estacionarios, llamados escobillas, hechos de un conductor blando como el grafito, presionan contra el conmutador, estableciendo contacto eléctrico deslizante con los segmentos sucesivos a medida que el rotor gira. Las escobillas suministran corriente eléctrica selectivamente a los devanados. A medida que el rotor gira, el conmutador selecciona diferentes devanados y la corriente direccional se aplica a un devanado determinado, de modo que el campo magnético del rotor permanece desalineado con el del estator y crea un par en una dirección.
2. Motor de corriente continua sin escobillas
En los motores de CC sin escobillas, un servosistema electrónico sustituye los contactos mecánicos del conmutador. Un sensor electrónico detecta el ángulo del rotor y controla interruptores semiconductores, como transistores, que conmutan la corriente a través de los devanados, ya sea invirtiendo la dirección de la corriente o, en algunos motores, desactivándola, en el ángulo correcto para que los electroimanes generen par en una dirección. La eliminación del contacto deslizante permite que los motores sin escobillas tengan menos fricción y una mayor vida útil; su vida útil solo está limitada por la de sus rodamientos.
Los motores de CC con escobillas desarrollan un par máximo en estacionario, que disminuye linealmente al aumentar la velocidad. Algunas limitaciones de los motores con escobillas pueden superarse con los motores sin escobillas, como una mayor eficiencia y una menor susceptibilidad al desgaste mecánico. Estas ventajas se obtienen a costa de una electrónica de control potencialmente menos robusta, más compleja y más costosa.
Un motor sin escobillas típico cuenta con imanes permanentes que giran alrededor de una armadura fija, lo que elimina los problemas asociados con la conexión de corriente a la armadura móvil. Un controlador electrónico reemplaza el conjunto del conmutador del motor de CC con escobillas, que conmuta continuamente la fase de los devanados para mantener el motor en marcha. El controlador realiza una distribución de potencia temporizada similar utilizando un circuito de estado sólido en lugar del sistema del conmutador.
Los motores sin escobillas ofrecen varias ventajas sobre los motores de CC con escobillas, entre ellas, una alta relación par/peso, mayor eficiencia que produce más par por vatio, mayor confiabilidad, reducción de ruido, mayor vida útil al eliminar la erosión de las escobillas y del conmutador, eliminación de chispas ionizantes del
Conmutador y una reducción general de la interferencia electromagnética (EMI). Al no tener devanados en el rotor, no están sujetos a fuerzas centrífugas, y dado que los devanados están soportados por la carcasa, pueden refrigerarse por conducción, sin necesidad de flujo de aire dentro del motor. Esto, a su vez, significa que los componentes internos del motor pueden estar completamente sellados y protegidos de la suciedad u otras partículas extrañas.
La conmutación de motores sin escobillas puede implementarse por software mediante un microcontrolador o, alternativamente, mediante circuitos analógicos o digitales. La conmutación con electrónica en lugar de escobillas ofrece mayor flexibilidad y capacidades que no están disponibles en los motores de CC con escobillas, como la limitación de velocidad, la operación de micropasos para el control de movimiento lento y preciso, y un par de retención en estacionario. El software del controlador puede personalizarse para el motor específico utilizado en la aplicación, lo que resulta en una mayor eficiencia de conmutación.
La potencia máxima que se puede aplicar a un motor sin escobillas está limitada casi exclusivamente por el calor;[cita requerida] demasiado calor debilita los imanes y dañará el aislamiento de los devanados.
Al convertir electricidad en potencia mecánica, los motores sin escobillas son más eficientes que los motores con escobillas, principalmente debido a la ausencia de escobillas, lo que reduce la pérdida de energía mecánica por fricción. La mayor eficiencia es máxima en las zonas de vacío y baja carga de la curva de rendimiento del motor.
Los entornos y requisitos en los que los fabricantes utilizan motores de CC sin escobillas incluyen funcionamiento sin mantenimiento, altas velocidades y funcionamiento en el que las chispas son peligrosas (es decir, entornos explosivos) o podrían afectar a equipos electrónicamente sensibles.
La construcción de un motor sin escobillas se asemeja a la de un motor paso a paso, pero ambos presentan diferencias importantes debido a su implementación y funcionamiento. Mientras que los motores paso a paso suelen detenerse con el rotor en una posición angular definida, un motor sin escobillas suele estar diseñado para producir una rotación continua. Ambos tipos de motor pueden contar con un sensor de posición del rotor para retroalimentación interna. Tanto un motor paso a paso como un motor sin escobillas bien diseñado pueden mantener un par finito a cero RPM.
Hora de publicación: 08-mar-2023
