Conceptos básicos de los motores de CC con escobillas

En este blog, analizaremos la composición y la función de los motores de CC con escobillas, junto con algunos datos adicionales sobre su uso. Un motor de BDC (CC con escobillas) tiene cuatro partes principales: estator, rotor, conmutador y escobillas.

• El estator contiene imanes permanentes o electroimanes y permanece estacionario.
• El rotor, también conocido como inducido, es la parte del motor que gira.
• El conmutador es la parte del motor que establece una conexión entre el rotor y las escobillas.
• Las escobillas están conectadas a la fuente de alimentación de CC.

Para comprender en profundidad el funcionamiento de un motor de CC con escobillas, exploremos una forma básica. Aquí, se muestra un cable en espiral (rotor), conectado a un conmutador con escobillas, conectado a una batería, con imanes (estator) en lados opuestos del cable. La energía que proporciona la batería transforma el cable en un electroimán que actúa contra la fuerza del campo magnético de los imanes colocados a cada lado.

Dado que la bobina gira, cada lado del conmutador entrará finalmente en contacto con el cepillo opuesto y cambiará la polaridad. Este cambio ocurre cuando un lado de la bobina se acerca al imán opuesto que lo atrae, luego cambia la polaridad para que el imán que originalmente lo atraía lo repela. Esto mantiene la rotación en marcha. Sin embargo, como puede imaginar, esta rotación no es muy suave. Para igualar la rotación y mantenerla suave, se agregan más bobinas y conmutadores al rotor.

Ahora, cuando las escobillas rompen la continuidad con cada sección del conmutador, hay un impulso parásito de voltaje en la dirección inversa (o polaridad inversa). Estos impulsos parásitos causan ruido eléctrico que puede ocasionar grandes problemas si la misma fuente de voltaje también está conectada a componentes electrónicos sensibles. Para resolver esto, agregue un TVS bidireccional para motores que cambian de dirección, o uno unidireccional para motores que solo giran en una dirección con el fin de reducir el ruido generado.

¿Su dispositivo necesita un descanso inmediato? Esto se puede lograr acortando los cables del motor, lo que disminuye efectivamente la energía que este genera y que, de lo contrario, lo mantendría funcionando por un corto tiempo. Este proceso, que se denomina frenado dinámico, obliga a los devanados del inducido a luchar contra los imanes y evita que el eje gire. Si el motor se conecta a una carga con mucho impulso, el frenado dinámico puede provocar que el motor se caliente de manera excesiva y posiblemente queme los devanados del inducido. Colocar una resistencia de gran potencia en serie ayuda a eliminar este problema.

Para obtener más información sobre los motores de CC con escobillas o para analizar otros tipos de motores, visite los demás videos de la serie “Otro momento de enseñanza”.