Monofásico (cepillado)

Los motores monofásicos incluyen motores con escobillas, motores de bobina móvil, electroimanes, cojinetes magnéticos y cargas inductivas puras. Los motores con escobillas son los motores monofásicos más comunes. En este artículo hablaremos de los servomotores de CC con escobillas de imán permanente.

Construcción

El motor de corriente continua con escobillas es el tipo de motor más sencillo y común. Este motor tiene un conjunto estacionario de imanes permanentes en el estator y un inducido, o rotor, con cable aislado enrollado alrededor de un núcleo de hierro. Los cables se conectan directamente a un conmutador mecánico, lo que elimina la necesidad de conmutación externa y retroalimentación. ¿Cómo se alimentan las bobinas si están unidas a un rotor en movimiento? Dado que las bobinas están en constante movimiento, es necesario suministrarles energía desde el exterior, y aquí es donde entran en juego las escobillas. Las escobillas sirven de puente entre la fuente de corriente continua externa y el rotor. Las escobillas suelen ser de grafito o carbono. Las escobillas hacen contacto con el conmutador giratorio para dirigir la corriente a las bobinas correctas en el momento adecuado. Al igual que el servomotor de corriente continua sin escobillas, la rotación del servomotor de corriente continua con escobillas se consigue alterando individualmente la magnitud y la dirección de la corriente en cada conjunto de bobinas. A medida que la corriente fluye a través de los devanados del conmutador y del inducido, el campo electromagnético que se produce repele o atrae los imanes permanentes del estator, creando un par que impulsa el motor.

Los servomotores de corriente continua con escobillas son los preferidos por su gran potencia y facilidad de uso. Sin embargo, debido a la constante fricción mecánica entre las escobillas y el conmutador, estos motores requieren un mantenimiento periódico. Las escobillas de carbón pueden sustituirse fácilmente, pero con el tiempo el conmutador también puede desgastarse hasta el punto de tener que sustituir todo el motor.

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Ventajas

  • Los servomotores con escobillas suelen tener un bajo coste inicial
  • Son fáciles de configurar y el control de la velocidad del motor es sencillo y fiable
  • Tecnología madura que ha tenido mucho tiempo para ser refinada y optimizada
  • Se utiliza para aplicaciones sencillas que no requieren una gran precisión

Desventajas

  • Todo el motor debe ser reemplazado una vez que los conmutadores se desgastan
  • Los cepillos deben ser reemplazados y producen polvo que debe ser limpiado rutinariamente
  • Mala disipación del calor

Historia

El motor de corriente continua con escobillas desempeñó un papel fundamental en la revolución industrial de finales del siglo XIX. El motor de corriente continua fue el primer motor eléctrico, gracias a la invención del electroimán por parte de William Sturgeon. El motor de corriente continua de Sturgeon fue desarrollado por Thomas Davenport para añadirle escobillas y conmutadores, creando el primer motor de corriente continua con escobillas. Thomas Edison promovió el uso de los motores de corriente continua y popularizó su uso para aplicaciones industriales. Al ser el motor de corriente continua con escobillas el primer motor eléctrico con una potencia significativa, muchas máquinas pasaron a funcionar con motores eléctricos en lugar de con vapor o presión hidráulica. El proceso industrial cambió para siempre. Los equipos pudieron ser más pequeños y mucho más seguros, se crearon más puestos de trabajo y se habilitaron nuevos procesos que crearon nuevos productos y mercados.

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