Motores de corriente continua

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Motores de corriente continua

Introducción

Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotativas que transforman la energía eléctrica en mecánica.
Los motores de corriente continua presentan el inconveniente de que sólo pueden ser alimentados a través de equipos rectificadores que conviertan la corriente alterna suministrada por la red eléctrica en corriente continua. Por otro lado suconstrucción es mucho más compleja que los de C.A. y al igual que los dinamos necesitan de conectores de delgas y escobillas para su funcionamiento, que aumentan considerablemente los trabajos de mantenimiento. En contrapartida, poseen los que los hace ideales para ciertas aplicaciones: tracción eléctrica (tranvías, trenes, coches eléctricos, etc.) y en todos aquellos casos en que sea importante elcontrol y la regulación de las características funcionales del motor.


Figura 1. Despiese de un motor de C.C. (2011). Recuperado de www.cuestionariodelaelectricidad.com

Principio de funcionamiento

Como todos los motores eléctricos, su funcionamiento se basa en las fuerzas que aparecen en los conductores cuando son recorridos por corrientes eléctricas y, a su vez, están sometidos a laacción de un campo magnético.
En la figura 2 se ha representado el aspecto de un motor de corriente continua elemental. Los polos magnéticos del imán situados siempre en el estator, son los encargados de producir el campo magnético inductor. La espira que se ha situado en el rotor, es recorrida por una corriente continua que se suministra a través de un anillo de cobre cortado por la mitad(colector de delgas). Las dos mitades se aíslan eléctricamente y se sitúan sobre ella unos contactos deslizantes de carbón (escobillas), de tal forma que la corriente aplicada por la fuente de alimentación pueda llegar a los conductores del rotor.


Figura 2. Motor de C.C. elemental.

Como las corrientes que circulan por ambos lados de la espira soncontrarias, al aplicar la regla de la mano izquierda, podemos comprobar que aparecen fuerzas también contrarias en cada lado activo de la espira, lo que determina un par de giro. Para que el sentido de giro sea siempre el mismo, el par de fuerzas siempre deberá actuar en el mismo sentido. En el caso de que los conductores de la espiga girasen hasta enfrentarse con el polo contrario, con el mismosentido de corriente que en la anterior posición, la fuerza se invertiría de sentido y la espira no establecería nunca una revolución. Con el colector de delgas se resuelve este problema, haciendo que la corriente siempre circule en el mismo sentido respecto al campo magnético (observa como el colector consigue ir conmutando los circuitos de ambos lados activos de la espira cada media vuelta).
Paraconseguir que el motor gire en uno u en otro sentido hay que lograr invertir el sentido del par de fuerzas. Esto se consigue invirtiendo el sentido de la corriente del rotor y manteniendo fijo el campo magnético inductor.

Constitución

La constitución de un motor de C.C. es exactamente igual que la de un generador de corriente continua (dinamo). Esta máquina es reversible y, por lotanto, puede funcionar indistintamente como motor o como generador. Como hemos podido comprobar en el motor elemental, se necesitan de tres partes fundamentales para su funcionamiento: un circuito que produzca el campo magnético (circuito inductor), un circuito que al ser recorrido por la corriente eléctrica desarrolle pares de fuerza que pongan en movimiento el rotor (circuito inducido) y un colectorde delgas con escobillas.

Reacción del inducido

Al pasar la corriente por el inducido del motor se desarrolla un campo magnético transversal que desvía de su posición original al campo principal inductor, produciéndose el fenómeno conocido de chispas en el colector. Para reducir el efecto perjudicial de la reacción del inducido también se utilizan polos de conmutación conectados en serie...
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