Un motor de corriente continua o, simplemente motor continuo o motor de CC, es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía eléctrica en forma de corriente continua en energía mecánica mediante interacciones electromagnéticas .
Prácticamente todos los motores eléctricos son reversibles, es decir, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como dinamos . Los motores de corriente continua basan su funcionamiento en la ley de Lorentz , también llamada ley de Laplace cuando ésta es aplicada a un conductor, como es el caso de los motores.
Tipos los motores de corriente continua
Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en:
- Motor serie. La constitución eléctrica del motor serie tiene todos los elementos del circuito en serie, bobinados inducidos e inductores. El motor serie se caracteriza por tener un elevado momento de rotación al arranque y su velocidades muy variable según la carga, convirtiéndolo en un motor poco estable.
- Motor compound. Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un Motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar.
- Motor shunt. En este tipo de motor eléctrico el bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.
Motor eléctrico sin escobillas. este tipo de motor de corriente continua no requiere contactos eléctricos deslizantes (cepillos) en el eje del rotor para funcionar. La conmutación de la corriente que circula en los devanados del estator y, por lo tanto, la variación de la orientación del campo magnético generado por ellos, se produce de forma electrónica.
Motor eléctrico sin escobillas. este tipo de motor de corriente continua no requiere contactos eléctricos deslizantes (cepillos) en el eje del Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica:
- Motor paso a paso
- Servomotor
- Motor sin núcleo
¿Para qué se utilizan los motores eléctricos de corriente continua?
Los motores eléctricos de corriente continua son especialmente indicados para ciertas aplicaciones. Cada dia son más empleados en el ámbito industrial.
Este tipo de motores ofrecen una amplia gama de velocidad, son muy fáciles de controlar y disponen de una gran flexibilidad de las curvas par-velocidad. También presenten un alto rendimiento para un amplio margen de velocidades. Los motores de correinte contínua tienen una elevada capacidad de sobrecarga. Esta capcidad los hace más apropiados que los motores de corriente alterna para muchas aplicaciones.
Estos motores són idóneos para arrastrar máquinas que precisen una amplia gama de regímenes de velocidad con un precisión. Esta característica ha provocado que últimamente, estos motores tengan más presencia en diversos procesos industriales.
Los motores de corriente contínua se utilizan en los giradiscos, en equipos lectores de CD, y en las unidades de almacenamiento magnético. Este tipo de mecanismos utilizan motores de imán fijo y sin escobillas. Estos motores proporcionan un eficaz control de la velocidad y un elevado par de arranque.
En el ámbito de los juguetes también se suelen seleccionar motores eléctricos de corriente continua.
Otra significativa ventaja es la facilidad de inversión de giro de los grandes motores con elevadas cargas, al tiempo que son capaces de actuar de modo reversible, devolviendo energía a la línea durante los tiempos de frenado y reducción de velocidad.
En el aspecto físico suelen ser muy pequeños con escasa contaminación en el medio ambiente.
Historia de los motores eléctricos de corriente continua
A principios del siglo XIX se descubrió la celda galvánica. Con este invento empezó todo un proceso de investigaciones sobre la electricidad que acabaría dando como frutos inventos como la batería eléctrica o el motor de corriente continua.
Para poder crear cualquier tipo de motor de corriente continua se necesitaban algunos componentes eléctricos. Estos elementos eléctricos fueron desarrollados por William Sturgeon. Sturgeon creó el primer electroimán que podía mover más de lo que pesaba. Este invento resultó ser una de las partes indispensables del estator del motor. Posteriormente vino el conmutador. El conmutador era muy importante en el primer motor eléctrico, ya que fue el elemento que girando invertía periódicamente el sentido de la corriente haciendo posible la continuidad del movimiento en el motor.
Gracias a la invención de estos dos aparatos, Sturgeon pudo inventar el primer arcaico motor de corriente continua. Sturgeon utilizó un par de escobillas conductoras y flexibles y aprovechando sus anteriores invenciones en 1832 montó la primera máquina capaz de convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
En 1837, Thomas Devenport, recibió su patente por el motor de corriente continua (US Patent No. 132). La diferencia de este motor eléctrico es que ya no usaba conmutador para mantener la continuidad del ciclo. en este nuevo invento hacía uso de las escobillas y partía el colector lograba invertir la polaridad del circuito. Con estos cambios el motor era mucho más eficiente.
En 1860, Antonio Pacinotti hizo una dinamo uno con un colector multipartito. Esta dinamo permitía el desarrollo de generadores más fiables y potentes. Pacinotti insistió en la reversibilidad de su dinamo para funcionar como motor. A pesar de las mejoras, los motores todavía eran bastante básicos y no eran aptos para un uso industrial.
En 1872, Friedrich von Hefner-Alteneck, creó el primer rotor de tambor moderno. Con este rotor dejaba atrás los arcaicos rotores en forma de T que se sobrecaliente y tenían poco rendimiento. En 1873, Zénobe Gramme, un inventor belga, descubrió que aplicando corriente a su generador con múltiples electroimanes creaba un motor. El hecho de usar muchos electroimanes hizo que Gramme fuera el creador del primer motor suficientemente eficiente como para ser usado industrialmente. A partir de este momento las innovaciones en el motor de corriente continua fueron pequeños retoques para mejorar el rendimiento levemente.
El motor de corriente continua fue un motor bastante usado industrialmente, pero con la aparición de los motores de corriente alterna (síncronos y, más actualmente, los asíncronos ) se han dejado de usar. Aún así todavía son máquinas útiles en muchas aplicaciones, en aplicaciones de precisión, ya que se puede tener un control muy preciso de la velocidad (a diferencia de los motores asíncronos, por ejemplo, que no giran solidarios al campo inductor) siendo así muy útiles para máquinas herramientas programables o brazos robóticos.
También son los más usados para sistemas que requieren mucha potencia y no tienen peligro de descontrolarse como tranvías, trenes o metros. Pero el campo donde son más usados es la electrónica y electricidad de poco voltaje donde son los únicos motores que pueden ser usados en máquinas que los necesiten y vayan con corriente continua como robots, ordenadores, discos duros, aunque también se utilizan variantes como el motor paso a paso o el servomotor.