Inventado en el año 1873 es considerado como un invento moderno. Produce energía mecánica o movimiento mecánico a partir de utilizar energía eléctrica.
Las máquinas ejercen su trabajo gracias a la electricidad inducida. Conoce los 8 puntos principales sobre el funcionamiento del motor eléctrico.
Cómo funciona un motor eléctrico
1. Para ello es necesario que me refiera a la Ley de Ampère, que indica lo siguiente:
“Cuando una carga eléctrica atraviesa un circuito cerrado producirá un campo magnético”
2. El motor eléctrico internamente es un electroimán básico formado por un circuito de alambre por el que pasa electricidad, con una zona de polaridad positiva y otra zona de polaridad negativa como cualquier imán (campo positivo y campo opuesto)
3. Funciona un motor eléctrico y ejerce su movimiento gracias a la fuerza repulsiva y atractiva que se asocia a los polos de los imanes.
4. La interacción es producida entre un imán fijo y un electroimán que lo circunda.
5. El electroimán puede girar por la fuerza de repulsión y atracción de los polos de ambos imanes, provocando a su vez que el electroimán gire para que los polos opuestos se aliñen en el campo magnético.
6. Al girar el electroimán genera el giro de una armadura o eje que realizará el trabajo del motor.
7. Pero el motor se detendrá en el caso de que los imanes se alineen. Por ello con el objetivo de que gire y no se detenga se invierte la polaridad del electroimán.
8. Es un proceso que permite diferenciar los diferentes tipos de motores eléctricos.
Clasificación de los motores eléctricos:
Los motores eléctricos son clasificados en dos categorías o clases, dependiendo de su fuente de electricidad y según volteen la polaridad:
Motores de Corriente alterna:
– Este tipo de corriente cambia la dirección del flujo varias veces por segundo dando por resultado que en el electroimán se volteen la áreas de polaridad positiva y negativa alternándose rápidamente. Los campos magnéticos no se alinean y el eje puede continuar girando.
– Se encuentran básicamente dos tipos que funcionan con corriente alterna polifásica:
El motor síncrono:
1. El motor síncrono que es un alternador trifásico funciona a la inversa con imanes del campo motados sobre un motor que funciona con corriente continua y bobinas del eje divididas en tres partes que se alimentan con corriente alterna trifásica.
2. Las tres ondas de corriente cuentan con una variación en la armadura o eje que genera una reacción magnética que es variable con los polos de los imanes del campo, lo cual provoca que pueda girar a velocidad constante, determinado por la frecuencia de la corriente en línea de potencia de corriente alterna.
3. Un motor sincrónico funciona a velocidad sincrónica fija de forma proporcional a la frecuencia de la corriente alterna que se aplica. Al funcionar sobreexcitado y constante se lleva a cabo una corriente absorbida en función a la tensión que se aplica al ángulo de desfase en avance que incrementa a partir de la corriente de excitación.
4. En algunos aparatos un motor sincrónico puede tener ventajas, pero no se pueden utilizar en las aplicaciones con una caga mecánica sobre el motor porque al reducir su velocidad cuando se encuentra bajo carga, quedaría fuera de fase con la frecuencia de la corriente y por ende se detendría.
5. Pueden funcionar con potencia monofásica a partir de la incorporación de elementos de circuito correctos para lograr un campo magnético rotatorio.
El motor de inducción:
1. El motor de inducción de caja de ardilla es el más simple de este tipo de motores. Su armadura se conforma de tres bobinas fijas con el elemento rotatorio conformado por un núcleo con conductores de alta capacidad en el circuito circundando al árbol y de forma paralela a éste.
2. Si carece de núcleo, los conductores del rotor son similares a las jaulas cilíndricas para las ardillas.
3. Un motor de inducción no cuenta con colector ni escobillas. La armadura o eje está formado por placas de metal magnetizable. Funcionan a partir del uso de bucles de cables que cerrados y sobre una armadura o eje giratorio generan el giro a partir de las corrientes inducidas de los cambios del campo magnético que produce la bobina fija o estator.
4. En pocas palabras su funcionamiento se logra a partir de corrientes inducidas en las bobinas de la armadura rotatoria.
5. Necesita un campo magnético que genere un par continuo en las bobinas de la armadura.
6. Tanto en los síncronos como en los de inducción, la alimentación de corriente alterna es suministrada al estator del motor creando de este modo un campo magnético que gira con las oscilaciones de la corriente alterna.
7. El rotor de un motor síncrono gira a igual velocidad que el campo del estator mientras que el de un motor de inducción gira más lento que el campo del estator.
8. El motor de inducción gira según el rotor induciendo una corriente opuesta.
9. En cuanto al factor de potencia del motor de inducción es variable según la carga, por lo general llega a carga plena a 0.85 o a 0.90 con un mínimo en vacío de 0.35 como causa de las reactancias de magnetización y a la fuga del rotor y del estator.
10. La mejora del factor de potencia y la relación de velocidad se resuelve con los motores de corriente alterna de colector.
11. En este caso pueden ser monofásicos o polifásicos según el número de fases de las corrientes alternas, Los monofásicos son los que más se utilizan como los motores de repulsión o motores serie.
12. Son los más utilizados porque entregan una alta potencia con peso y dimensiones reducidas.
13. Sin detenerse pueden soportar altas sobrecargas temporales.
14. Son adaptables a sobrecargas reduciendo la velocidad de rotación y sin consumir electricidad de forma excesiva.
15. Son todas aptitudes considerables para el uso de herramientas manuales que a la vez son motorizadas como por ejemplo el motor de arranque del automóvil, las aspiradoras portátiles, las sierras manuales o las taladradoras.
Corriente directa o continua:
1. Es un circuito simplificado cuya energía es obtenida a partir de una batería. Cuenta con un conmutador que tiene capacidad para alternar la dirección de la corriente en el electroimán. De este modo el eje puede mantenerse girando invirtiendo la polaridad.
2. Si bien se trata de un tipo de corriente antigua, ya que nace antes del invento del circuito de corriente alterna, el arranque de un automóvil funciona con un motor eléctrico de corriente continua o directa.
3. Como te comenté al comienzo un motor eléctrico convierte la energía a partir de la interacción de un campo magnético y una corriente eléctrica.
4. Partiendo de esta base, un campo magnético formado entre dos polos opuestos de un imán ejercerá una fuerza sobre metales o sobre campos magnéticos.
5. Esta fuerza es aprovechada por un motor eléctrico para girar un eje.
6. De este modo transforma la energía eléctrica en movimiento mecánico.
7. Se compone básicamente por el estator y el rotor. Esta última es una pieza giratoria con salientes laterales con un bobinado por donde atraviesa la corriente eléctrica.
8. Alrededor del rotor se encuentra el estator, que se trata de un electroimán fijo que tal como el rotor se encuentra cubierto por un aislante y también cuenta con salientes que presentan bobinados eléctricos por donde fluye la corriente.
9. Si en un campo magnético introduces una espira de hilo de cobre y luego montas a una batería, la corriente podrá fluir por uno de sus lados en un sentido y por el lado opuesto en sentido contrario.
10. En los lados de la espira es ejercida una fuerza. En uno de sus lados será hacia arriba y en el otro lado será hacia abajo.
11. Si a esa espira la montas sobre el eje mecánico girará hasta que logre posicionarse de forma vertical. De este modo la espira quedará retenida si los hilos se sitúan en el centro de los dos polos.
12. Cuando la espira alcance la posición vertical podrá continuar girando si inviertes el sentido de la circulación de la corriente.
13. Para ello necesitarás un colector o un conmutador como en el motor de corriente continua que se forma por dos chapas de metal que se coloca sin que se toquen.
14. Cada extremo de la espira es colocado a las chapas de metal como conexiones fijas que se unen a las escobillas o bastidor del motor.
15. Esas chapas de metal son llamadas “delgas”. Las dos escobillas ejercerán contacto con las delgas del colector. Por lo tanto al girar el eje o armadura contactarán con una delga y luego con la otra.
16. Al atravesar el circuito la corriente eléctrica, el eje girará y la espira llegará a la posición vertical porque también pasará por la rotación dura.
17. Las delgas del colector giran con la espira e invertirá el sentido de la circulación de la corriente eléctrica cada media vuelta.
18. De este modo la espira que recibía la fuerza hacia abajo la recibirá hacia arriba y esotra espira la recibirá al contrario.
19. La espira realizará otra media vuelta repitiendo el mismo proceso al girar el eje o armadura.
