El funcionamiento interno de los motores de escobillas de carbón

El funcionamiento interno de los motores de escobillas de carbón
Motores de escobillas de carbón , también conocidos como motores de conmutador a base de carbono, son un tipo de motor eléctrico que utiliza escobillas de carbón para transferir corriente eléctrica entre piezas estacionarias y giratorias. Estos motores se encuentran comúnmente en varias aplicaciones, incluidas herramientas eléctricas, electrodomésticos y sistemas automotrices. Para comprender el funcionamiento interno de los motores con escobillas de carbón, exploremos sus componentes clave y su funcionamiento.

Componentes de un motor de escobillas de carbón:
1. Armadura: La armadura es el componente giratorio del motor y consiste en una serie de devanados o bobinas que generan el campo magnético. Por lo general, está hecho de núcleos de hierro laminado para reducir las corrientes de Foucault.

2. Conmutador: El conmutador es una estructura cilíndrica montada en el eje del inducido. Consiste en múltiples segmentos (generalmente de cobre) aislados entre sí por mica u otros materiales. El conmutador invierte la dirección de la corriente que fluye a través de los devanados del inducido a medida que gira, lo que ayuda a mantener una salida de par continua.

3. Escobillas de carbón: Las escobillas de carbón son contactos accionados por resorte que presionan contra los segmentos del conmutador. Por lo general, están hechos de una mezcla de carbono y otros materiales para proporcionar una buena conductividad y minimizar el desgaste. Los cepillos transfieren corriente eléctrica desde la fuente de energía estacionaria (típicamente el estator) a la armadura giratoria.

4. Estator: El estator es la parte estacionaria del motor que rodea la armadura. Consiste en un conjunto de devanados de campo o imanes permanentes que generan un campo magnético estacionario. La interacción entre el campo magnético del inducido giratorio y el campo magnético del estator crea el par necesario para el funcionamiento del motor.

Funcionamiento de un motor de escobilla de carbón:
1. Arranque: Cuando se suministra energía eléctrica al motor, esta fluye a través de los devanados del estator o imanes permanentes, generando un campo magnético estacionario. Este campo interactúa con el campo magnético producido por los devanados del inducido.

2. Conmutación: A medida que gira la armadura, las escobillas de carbón hacen contacto con los segmentos del conmutador. Las escobillas transfieren la corriente eléctrica desde la fuente de energía a los devanados del inducido. La corriente que fluye a través de los devanados del inducido crea un campo magnético que interactúa con el campo magnético estacionario del estator, lo que genera un par.

3. Corriente de inversión: a medida que los segmentos del conmutador pasan por debajo de las escobillas, las escobillas mantienen contacto con los segmentos apropiados, invirtiendo efectivamente la dirección de la corriente en los devanados del inducido. Esta inversión de corriente asegura que las fuerzas magnéticas entre la armadura y el estator permanezcan en la misma dirección, lo que da como resultado una salida de par continua.

4. Salida mecánica: El par generado por la interacción de los campos magnéticos de la armadura y el estator impulsa la carga mecánica del motor. El movimiento de rotación del eje del inducido se transfiere al eje de salida del motor, lo que le permite realizar un trabajo útil.

Vale la pena señalar que los motores con escobillas de carbón tienen algunas limitaciones, como una menor eficiencia en comparación con los motores sin escobillas, la necesidad de reemplazar periódicamente las escobillas debido al desgaste y la posible generación de chispas y ruido eléctrico. A pesar de estos inconvenientes, los motores con escobillas de carbón siguen prevaleciendo en varias aplicaciones debido a su rentabilidad y su idoneidad para ciertas condiciones de operación.