Motors Elèctrics: Tipus, Funcionament i Control

El motor elèctric de corrent continu

Els motors més senzills de corrent continu, que són els que fan servir moltes de les joguines que funcionen amb piles, tenen un estator format per un imant permanent cilíndric dins del qual roda el rotor. Aquest està constituït per electroimants formats per unes bobines que envolten el nucli magnètic. Els pols positiu i negatiu de corrent entren cap a les bobines per mitjà de les escombretes que freguen les delgues del col·lector, situat en un dels extrems del rotor. Aquestes delgues estan connectades als caps dels fils de les bobines, i d'aquesta manera reben el corrent necessari per produir el magnetisme que cal per fer girar el rotor.

En aquests motors, el nucli dels electroimants no és de ferro massís, sinó que està format per plaques molt primes de ferro magnètic, aïllades i molt comprimides. Així s'aconsegueix un millor rendiment de l'aparell, ja que no es produeix tanta calor com si el nucli fos massís.

A més d'aquests senzills motors, altres que es fan servir habitualment no funcionen amb imants permanents, sinó que l'inductor, situat a l'estator, disposa d'electroimants, amb la qual cosa es millora el rendiment del motor. El rotor té diversos electroimants, en nombre imparell, que fan que el motor funcioni més regularment.

El motor elèctric de corrent altern

D'aquest tipus de motors, n'hi ha una gran varietat. La majoria dels motors de corrent altern reben el corrent a través dels col·lectors, gairebé de la mateixa manera com ho fan els motors de corrent continu. Aquests motors tenen una velocitat molt regular, perquè aquesta depèn de la freqüència del corrent altern; si se'n varia la freqüència, cosa molt fàcil actualment amb circuits electrònics, se'n pot canviar la velocitat.

Altres motors de corrent altern, anomenats d'inducció, funcionen sense col·lectors ni escombretes, i és la mateixa naturalesa oscil·latòria del corrent altern la que crea un camp magnètic giratori que el rotor aprofita per girar. Aquests motors tenen molt bones prestacions: són força resistents a les sobrecàrregues, són fàcils d'arrencar i poden ser frenats bruscament, qualitats gràcies a les quals són els més utilitzats en la majoria de màquines eina, bombes, cintes transportadores, ascensors, etc.

El motor elèctric pas a pas

Generalment, els motors elèctrics roden de manera continuada. A tot estirar, es pot aconseguir que girin més ràpid o més a poc a poc, o que canviï el sentit de gir.

Hi ha, però, uns tipus de motor que no funcionen amb moviment continu, sinó que, a partir d'impulsos elèctrics, giren una part de volta, d'angle variable, i poden anar endavant o endarrere segons convingui. Aquest tipus de motor, anomenat motor de pas a pas, és especialment útil per al funcionament dels robots, quan cal que girin els braços o les diferents articulacions segons un angle determinat.

Els motors de pas a pas disposen d'estators de diversos electroimants situats a 90° o a 45°. Controlant la polaritat d'aquests electroimants es poden aconseguir girs d'angles molt reduïts, que poden arribar, amb rotors dissenyats especialment, a ser d'1,8°.

Si bé aquest tipus de motor ja fa anys que es coneix, la seva aplicació pràctica no s'ha produït fins que s'ha disposat de sistemes electrònics, especialment els digitals, capaços de crear impulsos amb facilitat i rapidesa. De fet, en el cas dels robots, aquests motors estan dirigits per ordinador.

El control de la velocitat en els motors elèctrics de corrent continu

En els motors elèctrics de corrent continu, el control del sentit de gir i el de la velocitat són fàcils:

• Per canviar el sentit de gir, solament cal invertir la polaritat del corrent.
• Per variar la velocitat de gir, cal tenir en compte que aquesta és proporcional al voltatge que alimenta el motor. Per tant, cal una entrada de corrent variable que actuï sobre el col·lector. A mesura que aquest voltatge augmenti, s'incrementarà la velocitat del motor, que només assolirà la màxima velocitat quan funcioni a plena càrrega.

Tenint en compte aquestes característiques, els motors de corrent continu s'utilitzen en determinades màquines. Estaven especialment indicats, per exemple, per a tramvies i ferrocarrils elèctrics, però actualment, molts d'aquests ja funcionen amb corrent altern.