¿Qué es un Motor CC?
Los motores de corriente continua (CC) son motores que funcionan con una fuente de alimentación de corriente continua. A menudo se les llama motores de escobillas debido a la presencia de escobillas en su diseño.
Es importante entender la diferencia entre corriente continua (CC) y corriente alterna (CA). Una fuente de alimentación de corriente continua se caracteriza por tener una dirección constante de flujo de corriente, mientras que una fuente de alimentación de corriente alterna cambia su dirección de manera cíclica. En inglés, “DC” significa “Direct Current” (corriente continua) y “AC” significa “Alternate Current” (corriente alterna). Por lo tanto, cuando hablamos de motores CC, nos referimos a aquellos que utilizan una fuente de alimentación de corriente continua.
Usos de los Motores CC
Los motores CC se utilizan ampliamente tanto en aplicaciones industriales como generales. Para uso general, se utilizan en juguetes de radiocontrol y modelos de coches. El popular mini 4×4 del pasado es un ejemplo típico de juguete que utiliza un motor CC: los motores CC se utilizan a menudo en juguetes por su construcción sencilla y barata y porque pueden alimentarse con pilas secas.
En aplicaciones industriales, los motores de CC se han utilizado en motores de trenes desde el siglo XIX. En los últimos años, se han utilizado en motores de vehículos eléctricos y motores de rotación de discos duros.
Principio de los Motores CC
Dentro de un motor de corriente continua (CC), se encuentra un rotor en el centro con una bobina enrollada a su alrededor, rodeado por un estator que presenta polos magnéticos polarizados en N (norte) y S (sur).
Cuando se aplica corriente al motor CC, se crea un campo magnético en la bobina siguiendo la ley de Fleming. Si los polos magnéticos del rotor y el estator tienen la misma polaridad, se genera una fuerza de repulsión; si tienen polaridades opuestas, se produce una fuerza de atracción que hace girar el rotor.
Al invertir la corriente que fluye a través del rotor, se modifican las fuerzas de atracción y repulsión, las cuales se repiten de forma alternativa para impulsar el giro del rotor en una dirección determinada. La potencia requerida para la magnetización se suministra mediante una escobilla conductora en contacto con una parte llamada conmutador.
Gracias a su estructura sencilla, los motores CC pueden fabricarse con un alto rendimiento de par de salida a un bajo costo. Sin embargo, dado que el conmutador y las escobillas entran en contacto mientras giran, estas últimas tienden a desgastarse. Por lo tanto, en los motores CC con escobillas pequeñas, la vida útil de las escobillas coincide con la vida útil del motor.
Tipos de Motores CC
Los motores de CC de imanes permanentes y los motores de CC de campo electromagnético son los principales tipos de motores de CC, aunque en los últimos años también existen motores de CC sin escobillas.
1. Motores CC de Imanes Permanentes
Los motores CC de imanes permanentes utilizan imanes permanentes en el estator. El rotor es un electroimán formado por un núcleo de hierro y una bobina. Como el estator no necesita ser energizado, la estructura es sencilla y fácil de controlar.
2. Motores CC de Campo Electromagnético
En los motores CC de campo electromagnético, tanto el estator como el rotor son electroimanes. Como el flujo de campo aumenta al aumentar la corriente en el estator, estos motores se han utilizado en motores CC medianos y grandes.
3. Motores CC sin Escobillas
Los motores CC sin escobillas utilizan imanes permanentes en el rotor. El desplazamiento del rotor se lee mediante un sensor magnético y se controla cambiando el campo magnético generado por el estator. Aunque tienen una larga vida útil y son fáciles de mantener debido a la ausencia de escobillas, requieren el uso de una fuente de alimentación específica para motores CC sin escobillas.
Más Información sobre los Motores CC
Diferencias entre los Motores CC y CA
Las diferencias entre los motores de corriente continua (CC) y los motores de corriente alterna (CA) radican en la fuente de alimentación utilizada: los motores CC se activan mediante una fuente de alimentación de CC, mientras que los motores CA se activan mediante una fuente de alimentación de CA. A continuación, se detallan las características de cada tipo de motor:
Características de los Motores CC
- Pueden funcionar con baterías sin necesidad de modificaciones.
- Exhiben características de rotación estables.
- Se pueden fabricar a bajo costo.
- Ofrecen un alto rendimiento en términos de control de par y respuesta estable.
- Presentan una rotación desigual.
- Experimentan dificultades para generar tensiones de CC altas, lo cual complica la fabricación de motores de mayor tamaño.
Características de los Motores CA
- Pueden utilizar directamente la alimentación suministrada por la red eléctrica.
- No requieren escobillas, lo que implica una construcción sencilla y robusta.
- Son fáciles de generar tensiones altas y pueden fabricarse en tamaños más grandes.
- La velocidad de rotación es constante y está determinada por la frecuencia de la fuente de alimentación.
- Se necesita un equipo VVVF (Variador de Frecuencia y Voltaje) para controlar la velocidad de rotación.
Es importante destacar que, cuando se utiliza una fuente de alimentación de CA para activar un motor CC, se requiere un rectificador o convertidor para transformar la corriente alterna en corriente continua.