Motores de Corriente Continua: Tipos y Funcionamiento

Motor de Corriente Continua: Constitución y Funcionamiento

Todo conductor por el que circula corriente genera a su alrededor un campo magnético cuyo sentido viene establecido por la regla del sacacorchos o de la mano derecha. “El sentido de avance del sacacorchos en su rotación determina la dirección del campo magnético”. El efecto magnético de la corriente eléctrica es el fundamento del motor eléctrico.

Se introduce una bobina dentro de un campo magnético. Cuando por dicha bobina circula corriente eléctrica, ésta se magnetiza. Se crea un campo magnético que interacciona con el campo magnético fijo lo que provoca una gran repulsión y la aparición de un par de fuerzas que hacen girar las espiras de la bobina. El paso de la corriente por la espira hace aparecer un polo magnético norte en la cara superior, y un polo magnético sur en la cara inferior. Al ser atraídos estos polos por los polos de signo opuesto del imán permanente, la espira girará en el sentido de las agujas del reloj.

Con un giro de 90º de la espira sus polos se encuentran ahora frente a los del imán permanente; coincidiendo los polos del mismo signo, y por tanto, generándose una repulsión y el consecuente giro de la espira hasta la posición representada en la figura c. Esta posición es equivalente a un giro de 180º con relación a la anterior. Una vez completado dicho giro, existe un conmutador que cambia la polaridad magnética del campo generado por la espira, de manera que vuelven a enfrentarse los polos iguales, repeliéndose, y la espira gira de nuevo. Por tanto, cada 180º cambia el sentido de la corriente y la polaridad provocándose el giro continuo de la espira mientras haya corriente circulando por ella.

Partes del Motor de Corriente Continua

Estator o Inductor

Es la parte fija del motor y la encargada de producir el flujo magnético. Para ello se pueden utilizar imanes permanentes, o bien, cuando se trate de ofrecer una gran potencia, el estator estará constituido por una corona de material ferromagnético, culata, con unos salientes (polos) en torno a los que se arrollan los devanados inductores (electroimanes) que generan un campo magnético cuando circula por ellos una corriente continua.

Rotor o Inducido

Es la parte móvil del motor. En él están dispuestas las bobinas del inducido, las cuales están situadas dentro del campo magnético producido por el estator, de forma que al moverse el rotor en el interior del campo se induce una f.e.m. en el devanado, lo que provoca su giro.

Colector de Delgas

Conjunto de láminas de cobre (delgas), aisladas entre sí por láminas de mica que giran con el rotor. Están unidas eléctricamente a las bobinas del devanado inducido.

Escobillas y Portaescobillas

Las escobillas permanecen fijas, sin moverse, deslizando sobre ellas el colector de delgas efectuando el contacto eléctrico entre el devanado del inducido y los bornes de conexión de la máquina. Están hechas de grafito. Los portaescobillas, son de material estructural metálico con un resorte que las presionan hacia el colector de delgas.

Tipos de Motores de Corriente Continua

Motores de Excitación en Paralelo (Shunt)

Son los motores más sencillos. En este motor el campo magnético es conectado paralelamente con el inducido. Los devanados de campo se ocupan de que exista un campo magnético constante en el motor. Las revoluciones de un motor de corriente continua están determinadas por la fuerza del campo, por lo que serán también constantes. Con una resistencia variable se pueden regular las revoluciones de manera sencilla. Si la corriente del inductor disminuye, también lo hará el campo magnético y, por lo tanto, disminuirá la fuerza contraelectromotriz. En este caso la corriente del inducido o rotor aumentará y el motor girará más rápido. Aunque los motores en paralelo se utilizan cada vez menos, porque sus tareas las asumen los motores de corriente alterna, se suelen encontrar todavía en ascensores.

Motores de Excitación en Serie

En el motor en serie los devanados del campo magnético (inductor) se conectan en serie con la armadura (inducido). Cuando se conecta el motor, circula gran intensidad de corriente y como la corriente del inducido también pasa por el campo magnético, éste aumentará y se iniciará una fuerza contraelectromotriz (fuerza que se produce al variar el flujo magnético en las bobinas del inducido cuando gira, comportándose como un generador, que se opone a la f.e.m existente). La corriente del motor disminuirá y el campo se hará más débil. Esto hará que la f.c.e.m. disminuya y, por lo tanto, el motor girará más rápido. Este aumento de la velocidad hará que aumente la f.c.e.m., disminuirá el campo y girará aún más rápido. La limitación de la velocidad dependerá de la carga del motor. Aplicaciones del motor en serie se pueden ver en trenes, tranvías, grúas... Otra aplicación doméstica es la de un aspirador (el motor es de corriente alterna). En él vemos que si cerramos la boca aspiradora, aumentan las revoluciones del motor y el aspirador ya no desplaza más aire.

Motores Serie-Paralelo

Este tipo de motores ofrece la posibilidad de combinar las ventajas del motor en paralelo (revoluciones constantes) con el impulso conector del motor en serie. El motor recibe de esta forma un gran impulso conector, mientras que la influencia del campo en serie es tan pequeña que las revoluciones siguen casi constantes.

• En la figura 14 se ve un motor compuesto con un paralelo corto. En este caso el campo es paralelo a la armadura. La potencia del campo paralelo está influenciada por las revoluciones y la carga del motor.
• En la figura 15 está montado un motor compuesto con un paralelo largo. Ahora el campo de un motor con paralelo largo es constante. Con ello las revoluciones máximas del motor están limitadas.