Motores Eléctricos: Motores CC y CA, Tipos, Aplicaciones

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica, la cual suministra una potencia mecánica con la cual se pueden mover diferentes cargas mecánicas, con la llegada de este tipo de motores se hizo posible ajustar ciertas tareas que eran ejecutadas manualmente a través de la fuerza humana para ser accionadas a través de estos motores.

Los motores eléctricos son dispositivos que se utilizan para transformar energía eléctrica en energía mecánica, es decir, toman su energía primaria de fuentes de energía eléctrica para generar su potencia mecánica generando un movimiento rotatorio.

A lo largo de la historia se han desarrollado avances en diversas tecnologías, tal es el hecho de la utilización de la corriente, la cual en sus comienzos era corriente continua que fluye en un solo sentido, debido a esta surgieron los motores eléctricos de corriente continua, luego con la aparición de la corriente alterna se construyeron los motores eléctricos de corriente alterna.

Para entender el funcionamiento de un motor eléctrico lo fundamental es comprender, a partir de qué fenómeno se produce el movimiento, y para esto lo primero es considerar lo siguiente:

Todo parte del hecho de que un conductor que transporta corriente experimenta una fuerza en presencia de un campo magnético, esto significa que todas las cargas en movimiento debidas a la corriente que circula en el conductor sienten una fuerza debida al campo magnético en el cual están sumergidas.

Para lograr dirigir esta fuerza en sentidos apropiados, se construye el motor con una geometría específica para lograr su movimiento rotatorio.

A continuación en la imagen siguiente se muestra la imagen de un motor eléctrico.

Motores eléctricos

Como se puede ver anteriormente se tiene el rotor que es la parte giratoria del motor eléctrico, el cual contiene el devanado rotórico, por el cual circularán corrientes, la interacción de la corriente del rotor con el campo producido por una corriente que circule en el devanado estatórico, causarán una fuerza en los devanados del rotor.

La fuerza que se ejerce en el rotor es de tal forma que se hace que sea tangencial a la sección transversal del rotor y en su sentido de giro la cual es una circunferencia, si la fuerza es tangencial y va en sentido de apoyo de giro del rotor se produce un torque en el rotor respecto a su eje, y por lo cual se genera el movimiento.

Otra forma de verlo es la siguiente:

El devanado estatórico se encuentra en el estator el cual es la parte pesada y fija del motor, en el mismo circula una corriente que produce un campo magnético, a su vez en el devanado rotórico circula una corriente rotórica que produce un campo magnético.

La interacción del campo magnético creado en el estator y el campo magnético creado en el rotor produce un torque magnético que tenderá a hacer girar el rotor.

Índice()

    Tipos de motores eléctricos

    Entre los diferentes tipos de motores eléctricos tenemos:

    Motores eléctricos de corriente continua

    A continuación se mostraran los motores de corriente continua fundamentales.

    Motores de excitación independiente

    La alimentación eléctrica de ambos devanados tanto del estator y el rotor se hace de manera separada, con fuentes de tensión independientes, tienen la ventaja de mantener el campo en el estator fijo debido a que no depende de la carga del motor, es decir, se puede variar la tensión aplicada en el rotor sin necesidad de cambiar la aplicada en el estator.

    Motores eléctricos
    Excitación independiente o separada

    La variación de la tensión en el rotor produce los cambios de velocidad en el motor.

    La excitación que se produce en el circuito de campo no tiene que ser necesariamente creada a partir de una fuente de tensión también se puede generar a partir de imanes permanentes.

    Motores autoexcitados

    Entre los diferentes motores eléctrico autoexcitados tenemos:

    Motor con conexión en derivación o shunt.

    La alimentación eléctrica de ambos devanados se aplica a partir de la misma fuente de tensión, es decir, tanto el devanado estatórico y el devanado rotórico comparten la fuente de tensión pero ambos no están en serie, si se desea cambiar la velocidad de la máquina basta con solo modificar la tensión.

    Motores eléctricos
    Conexión en derivación o shunt

    Motor con conexión en serie

    En los motores con conexión en serie el devanado de campo y el devanado inducido se encuentran en serie y ambos son alimentados por la misma fuente de tensión, en el mismo el flujo magnético aumenta con la corriente de armadura.

    Motores eléctricos
    Conexión en serie

    Motores de excitación compuesta

    Como lo dice su nombre son el resultado de unir la conexión en serie y paralela, es decir, una parte del devanado de campo está en serie con el devanado inducido y la otra parte está en paralelo.

    El devanado en serie con el inducido es de pocas espiras mientras el devanado en paralelo tiene un mayor número de espiras.

    Conexión compuesta
    Conexión compuesta

    En el mismo, ambos devanados de campo, el que está en serie y el que está en paralelo se pueden colocar de tal forma que su flujos se sumen para producir un flujo total más grande.

    Aunado a los motores eléctricos ya presentados también existen motores de corriente continua como: los motores paso a paso, el servomotor, motores lineales que se utilizan en la electrónica.

    Aplicaciones de los motores de corriente continua

    Las aplicaciones incluyen su uso en grúas para soportar la fuerza mecánica que se genera en la tensión de la guaya a la que se ajusta el vehículo a remolcar, en los tranvías, locomotoras, en motores de tracción para convertir su fuerza mecánica en un movimiento lineal.

    Motores eléctricos de corriente alterna

    A continuación se mostrarán motores de corriente alterna fundamentales:

    Motor de inducción o jaula de ardilla

    En los motores de inducción se alimenta al estator con un conjunto de corrientes igual en magnitud y defasadas 120°, es decir, alimentadas a partir de una tensión trifásica, los devanados se colocan en grupos de manera tal que cada grupo produzca un campo en una dirección específica, los campos generados en los grupos están defasados espacialmente de manera apropiada.

    Rotor jaula de ardilla
    Rotor jaula de ardilla

    La suma de los campos formados por los grupos resulta en un campo magnético giratorio, al que llamaremos campo estatórico.

    El campo estatórico al ser variable en el tiempo produce un flujo variable en el tiempo en el devanado del rotor, al cual se le llama jaula de ardilla, por parecerse a la misma, este flujo variable en el tiempo al cortar secciones de conductor en el rotor produce corrientes inducidas en el mismo, las cuales producen un campo magnético rotórico que interacciona con el campo del rotor haciendo girar el motor.

    Este tipo de motor se le llama asíncrono porque la frecuencia a la cual gira el rotor es distinta a la frecuencia de la red de alimentación.

    Motores Universales

    A pesar de que los motores universales se alimentan también de corriente continua, se colocaron en este grupo por ser empleados en una gran variedad de herramientas que se alimentan de corriente alterna como: el taladro, la sierra eléctrica, batidoras, entre otros.

    El circuito interno está en serie, lo que permite que la corriente solo tenga un camino de recorrido haciendo su comprensión más sencilla.

    Tienen la ventaja de que arrancan rápido al inicio, junto con la desventaja de que no están construidos para ser usados en largas jornadas de trabajo.

    Motores síncronos

    Los motores síncronos resultan de la aplicación de un generador síncrono usado como motor, para lograrlo los campos generados en el estator y en el rotor deben permanecer constantes entre sí para que de esta manera se pueda generar un par constante.

    También tiene la peculiaridad de que si se hace girar por ejemplo a través de un motor de corriente continua, luego se le coloca una alimentación eléctrica alterna en el inducido puede seguir operando como motor.

    Aplicaciones de los motores de corriente alterna

    Los motores de corriente alterna se pueden ver en una gran cantidad de aplicaciones desde sus implementaciones en el hogar como la licuadora, bombas eléctricas, ventiladores, hasta aplicaciones comerciales como montacargas, elevadores, compresores, excavadoras, entre otras.

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