¡Potencia, eficiencia y versatilidad! Los motores eléctricos son el corazón de muchas máquinas y equipos del mundo moderno, y su uso se extiende desde la fabricación industrial hasta los vehículos y las herramientas de jardinería. Pero, ¿sabías que existen diferentes tipos de motores eléctricos y que cada uno ofrece diferentes beneficios? En este artículo, te presentamos los principales tipos de motores eléctricos y sus características, para que puedas elegir el más adecuado para tus necesidades. ¡No te lo pierdas!
Los motores eléctricos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde pequeños juguetes hasta grandes máquinas industriales. A medida que navegue por el mundo de los motores eléctricos, descubrirá que cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas. En este artículo, exploremos varios de los motores eléctricos más extendidos y obtengamos una comprensión de sus respectivas operaciones.
¿Qué es un motor eléctrico?
Los motores eléctricos son componentes esenciales de la vida moderna y se han utilizado durante siglos de diversas formas.
Los> El rotor está alimentado por electromagnetismo, que genera fuerza entre las bobinas del estator y del rotor con carga opuesta. Esta fuerza hace que el rotor gire, creando energía mecánica que luego se puede utilizar para varios propósitos. [1]
Tipos de motores de CA
La mayoría de los motores de CA son asincrónico, lo que significa que la velocidad del rotor está ligeramente por detrás de la del campo magnético giratorio creado por el estator.
Los motores asíncronos se clasifican además como monofásica o trifásica.
Motores monofásicos requieren un condensador para iniciar y mantener la rotación bajo carga y, por lo tanto, son más adecuados para aplicaciones residenciales como bombas, ventiladores, etc.
Motores trifásicos no requieren un condensador de arranque y se pueden utilizar en muchas aplicaciones industriales.
También existen motores de CA síncronos, pero tienden a ser más costosos que los modelos asíncronos debido a sus índices de eficiencia más altos y su capacidad para controlar con precisión la velocidad de rotación sin componentes externos. Los motores de CA síncronos utilizan imanes permanentes integrados en el rotor, en lugar de depender de un electroimán como los modelos asíncronos. Se utilizan principalmente en maquinaria de precisión, aplicaciones de alta velocidad y robótica.
Los motores de inducción son el motor de CA de referencia para muchas aplicaciones, en particular los modelos trifásicos. El estator crea un campo magnético que gira a mayor velocidad que el rotor que es independiente de él; esto da como resultado la rotación del movimiento a una velocidad ligeramente más baja. Se pueden diseñar en muchos tamaños, formas y potencias nominales diferentes para adaptarse a los requisitos específicos de la aplicación. Los motores de inducción son capaces de funcionar tanto con par bajo como alto y generan relativamente poco calor en comparación con otros tipos de motores eléctricos.
Los motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) combinan las características de los motores de inducción asíncronos con imanes permanentes integrados en el rotor para mejorar la eficiencia al tiempo que proporcionan capacidades de control de par. Los PMSM se pueden utilizar en muchas aplicaciones, incluida la robótica, herramientas y equipos industriales y vehículos automatizados. [2]
Los motores de CC sin escobillas (BLDC) son similares a los PMSM en que utilizan imanes permanentes integrados en el rotor; sin embargo, a diferencia de los PMSM, los BLDC utilizan corriente continua en lugar de corriente alterna para la alimentación. Ofrecen clasificaciones de alta eficiencia, buenas características de control y niveles de ruido relativamente bajos en comparación con otros tipos de motores. Los BLDC se utilizan principalmente en aplicaciones como drones, robots, vehículos eléctricos y maquinaria de precisión.
Finalmente, los motores paso a paso son motores de CA o CC sin escobillas que se mueven un número determinado de grados cuando son comandados por un controlador externo. Son ampliamente utilizados en dispositivos de impresión, impresoras y escáneres 3D, brazos robóticos y otros sistemas automatizados, y muchas otras aplicaciones.
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Tipos de motores de CC
Algunos tipos de motores de CC incluyen cepillado, sin escobillas, imán permanente y devanado en serie.
Los motores de CC con escobillas utilizan escobillas mecánicas para transferir energía eléctrica desde una fuente externa al eje del rotor. Este tipo de motor es relativamente económico y tiene una construcción simple en comparación con otros tipos de motores eléctricos. Sin embargo, su rendimiento no es tan eficiente como el de otras opciones debido a la fricción entre las escobillas y el conmutador, lo que genera un desperdicio de energía.
Los motores de CC sin escobillas utilizan componentes electrónicos en lugar de mecánicos para proporcionar control eléctrico sobre la velocidad de rotación/par del motor. Esto los hace más eficientes y fiables que los motores de CC con escobillas, pero también son más caros.
Los motores de CC de imanes permanentes cuentan con imanes permanentes incrustados en el rotor que pueden interactuar con el estator para generar movimiento. Este tipo de motor es más simple y liviano que otras opciones, lo que lo hace atractivo para aplicaciones donde las limitaciones de tamaño y peso son una prioridad.
Los motores de CC devanados en serie tienen un devanado de armadura que está conectado en serie con la fuente de energía eléctrica. Esto les permite desarrollar pares de arranque elevados a bajas velocidades, lo que los hace ideales para aplicaciones como transmisiones de tracción o sistemas de cabrestante. Sin embargo, su eficiencia operativa es menor debido a las pérdidas de calor provocadas por la resistencia interna de los devanados. [3]
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Los motores de accionamiento directo son el tipo más simple de motor eléctrico. Se componen de un estator o parte estacionaria y un rotor o parte giratoria. El estator suele ser un electroimán que genera un campo electromagnético cuando se activa con electricidad, mientras que el rotor suele estar hecho de material ferromagnético como el hierro. Cuando el campo magnético del estator interactúa con el magnetismo del rotor, se crea un par que provoca el movimiento en el eje del motor.
Los motores de transmisión directa suelen tener un alto par a bajas velocidades y se utilizan en aplicaciones como cintas transportadoras y otra maquinaria pesada donde se necesita un control de precisión pero se pueden tolerar las fluctuaciones de velocidad. Las ventajas de los motores de transmisión directa incluyen un diseño simple, tamaño pequeño, durabilidad y bajo costo. Sin embargo, los motores de transmisión directa tienen un rango de velocidad limitado y una baja potencia de salida, lo que limita su uso en ciertas aplicaciones.
En general, los motores de transmisión directa son un tipo confiable de motor eléctrico que se puede usar en muchas aplicaciones industriales donde se necesita un control de precisión pero se pueden tolerar las fluctuaciones de velocidad. Ofrecen un diseño y una construcción simples, lo que los hace ideales para muchas aplicaciones donde el espacio es limitado o la rentabilidad es primordial. Su alto par a bajas velocidades los hace adecuados para accionar maquinaria de gran tamaño, como cintas transportadoras y otros equipos pesados. Además, suelen ser bastante duraderos y su costo relativamente bajo los convierte en una opción atractiva en muchas situaciones. [4]
motores lineales
Los motores lineales son otro tipo de motor eléctrico que se utiliza en una variedad de aplicaciones. Un motor lineal funciona de manera similar a un motor eléctrico común, pero en lugar de proporcionar un movimiento de rotación, la salida es una fuerza en línea recta. Los motores lineales se pueden encontrar en muchas aplicaciones industriales como líneas de montaje automatizadas, sistemas de manipulación de materiales y máquinas herramienta. También se utilizan en productos de consumo como puertas automáticas, aspiradoras y brazos robóticos.
Los motores lineales suelen utilizar imanes permanentes dispuestos en una matriz de Halbach o una configuración de reluctancia conmutada lineal para crear su campo magnético, que luego interactúa con la corriente que atraviesa el estator para generar movimiento a lo largo de su longitud.
A diferencia de los motores rotativos convencionales, los motores lineales ofrecen una mayor densidad de potencia y requieren menos mantenimiento que otros tipos de motores eléctricos. También son más precisos y se pueden usar en una gama más amplia de aplicaciones, incluidos entornos peligrosos donde pueden estar presentes combustibles combustibles o polvo.
Los motores lineales se han vuelto cada vez más populares en los últimos años debido a su capacidad para ayudar a reducir costos y aumentar la eficiencia en entornos industriales. A medida que la tecnología continúa avanzando, es probable que los motores lineales sigan siendo una parte importante de muchos sistemas de automatización en el futuro previsible.
Servomotores
Estos motores están conectados a un dispositivo de retroalimentación, como un potenciómetro, codificador o resolver, que envía señales al controlador. Esto permite un posicionamiento preciso y control de velocidad. En aplicaciones industriales, los servomotores se utilizan en brazos robóticos y maquinaria automatizada para líneas de montaje. También se utilizan en equipos médicos como escáneres de tomografía computarizada y máquinas de ultrasonido.
Los servomotores vienen en muchas formas y tamaños según la aplicación para la que están destinados. Algunos tipos comunes incluyen servos AC sin escobillas, servos DC sin escobillas, servos paso a paso, servos sin núcleo y servos RC para aficionados. [5]
Motores paso a paso
Los motores paso a paso son un tipo de motor eléctrico que se mueve en pasos precisos y discretos. Este motor es particularmente útil para aplicaciones de posicionamiento debido a su capacidad de detenerse y arrancarse en cualquier momento dado. Los motores paso a paso también vienen con una amplia gama de opciones de engranajes, lo que permite a los usuarios lograr la velocidad y el par de salida deseados según sus necesidades. También se pueden utilizar en robótica para permitir un posicionamiento preciso durante las operaciones de montaje u otras tareas repetitivas.
Al igual que con cualquier tipo de motor eléctrico, los motores paso a paso requieren una selección cuidadosa en función de los requisitos de torsión de la aplicación y el entorno en el que funcionará. La disipación de calor y la longevidad deben tenerse en cuenta al seleccionar un motor paso a paso para su proyecto.
Motor de histéresis
El motor de histéresis es un motor eléctrico de CA que funciona según el principio de histéresis. Este tipo de motor tiene un rotor hecho de material de alta permeabilidad, como níquel o aleación de hierro, y un estator hecho de material de baja permeabilidad, como aluminio o acero. El rotor produce pérdidas por histéresis en el estator debido a su movimiento relativo al campo creado por cada medio ciclo de corriente alterna.
Esto hace que el rotor se retrase ligeramente en velocidad en comparación con el campo magnético del estator y proporciona un par para impulsarlo. Los motores de histéresis se usan comúnmente para aplicaciones que requieren un par constante a velocidades relativamente bajas, como ventiladores y bombas, porque producen poco ruido. También se utilizan en algunos electrodomésticos, como lavadoras. Aunque el motor de histéresis no es muy eficiente y tiene una baja potencia de salida, tiene la ventaja de no tener conmutador ni escobillas, lo que los hace más confiables que otros tipos de motores.
La principal desventaja de este tipo de motor es su tendencia a consumir más corriente durante el arranque y el funcionamiento que cuando funciona a la velocidad nominal. Esto puede provocar un calentamiento excesivo y reducir la esperanza de vida si no se tiene en cuenta al dimensionar el motor para una aplicación determinada. Además, por lo general requieren un sistema de control sofisticado para garantizar un funcionamiento sin problemas. [6]
Motores de reluctancia
Los motores de reluctancia son un tipo de motor que funciona según el principio de reluctancia magnética. Un motor de reluctancia se compone de dos partes principales: un estator y un rotor. El estator consta de una o más bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro, mientras que el rotor está formado por múltiples láminas delgadas con dientes o polos sobresalientes. Cuando se aplica corriente a las bobinas del estator, crean un campo magnético giratorio que induce un par en el rotor al crear áreas de reluctancia magnética alta y baja.
Los motores de reluctancia tienen varias ventajas sobre otros tipos de motores eléctricos, como ser menos costosos de fabricar debido a su diseño simple, tener un mejor control de velocidad que los motores de inducción tradicionales y una mayor eficiencia a cargas parciales. Además, debido a que usan magnetismo en lugar de corriente eléctrica para generar energía, son más silenciosos y requieren menos mantenimiento en comparación con otros tipos de motores.
Estas ventajas hacen que los motores de reluctancia sean una opción atractiva para muchas aplicaciones, incluidas bombas y maquinaria industrial, sistemas HVAC, compresores de aire y vehículos eléctricos. Los motores de reluctancia también se utilizan en algunas aplicaciones automotrices, como motores de arranque y alternadores.
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Los motores universales también se conocen como motores bobinados en serie y, por lo general, funcionan con corriente continua. A diferencia de la mayoría de los motores eléctricos, los motores universales son adecuados para fuentes de alimentación de CA y CC. La naturaleza intercambiable de la fuente de alimentación significa que estos tipos de motores se pueden utilizar con una amplia variedad de fuentes de tensión. Los motores universales producen un alto par a bajas velocidades y, a menudo, cuentan con escobillas para minimizar las chispas, lo que mejora su eficacia.
Estos motores tienden a consumir más energía que otros tipos, lo que los hace menos económicos para uso a largo plazo. Sin embargo, debido a su versatilidad en términos de opciones de alimentación, los motores universales se usan comúnmente en electrodomésticos como secadores de pelo o aspiradoras. Se debe tener especial cuidado al manipular motores universales debido a su capacidad para alcanzar temperaturas peligrosamente altas cuando se los lleva al límite. [7]
Preguntas>
¿Cuántos tipos de motores eléctricos hay?
Los motores de CA funcionan con corriente alterna y usan electroimanes para hacer girar el eje del motor. Los motores de CC funcionan con corriente continua y, por lo general, utilizan imanes permanentes como fuente de campos magnéticos. Los motores de propósito especial pueden referirse a cualquier tipo de motor diseñado para una aplicación específica, como servomotores o motores paso a paso. Otros tipos menos comunes de motores eléctricos incluyen inducción, síncrono, rotor devanado, sin escobillas, actuador lineal, etc. Cada tipo es el más adecuado para diferentes aplicaciones según el voltaje requerido, los requisitos de control de velocidad, las limitaciones de tamaño y las necesidades de eficiencia.
¿Cuál es la diferencia entre un motor eléctrico?
Las principales diferencias entre los tipos de motores eléctricos son el tipo de potencia utilizada para controlarlos y sus características de diseño. Los motores de CA utilizan corriente alterna y dependen de electroimanes para su funcionamiento, mientras que los motores de CC utilizan corriente continua y, por lo general, emplean imanes permanentes en la construcción. Otros factores a considerar incluyen requisitos de voltaje, control de velocidad, limitaciones de tamaño y necesidades de eficiencia al elegir un motor para su aplicación. También se pueden emplear motores para fines especiales, como servomotores o motores paso a paso, según sus requisitos específicos.
¿Cuál es el tipo de motor eléctrico más común?
Los motores de CA son el tipo más común de motor eléctrico debido a su flexibilidad en términos de control de velocidad y par, así como a su capacidad para operar a niveles de alta eficiencia. Los motores de inducción y síncronos de CA se utilizan a menudo en aplicaciones industriales y comerciales, mientras que los motores de CA más pequeños suelen verse en productos de consumo como electrodomésticos o dispositivos electrónicos. Los motores de CC siguen siendo populares debido a su diseño simple y bajo costo, pero tienden a estar limitados en términos de control de velocidad y eficiencia en comparación con los motores de CA.
¿Cuáles son los 3 tipos de motores AC?
Los motores de inducción son el tipo de motor más común utilizado en aplicaciones industriales debido a su alta eficiencia y bajo costo. Funcionan creando un campo magnético giratorio que induce corrientes en los devanados del rotor, lo que hace que gire para generar par. Los motores síncronos utilizan imanes permanentes incrustados en su rotor para crear un campo magnético giratorio constante. Esto se sincroniza con la corriente alterna suministrada desde la fuente de alimentación, lo que da como resultado niveles más altos de precisión, así como pares de arranque más bajos que los motores de inducción. Los servomotores brindan un control preciso sobre la velocidad y la posición cuando reciben una señal externa de un controlador o dispositivo de retroalimentación.
Video Útil: Tipos De Motores Eléctricos – DC | CA | sincrónico | sin escobillas | Cepillado | paso a paso | servo
Conclusión
Los motores eléctricos son uno de los tipos de maquinaria más importantes y ampliamente utilizados en una amplia variedad de industrias. Vienen en muchas formas y tamaños diferentes, incluidos los motores de inducción de CA, de CC con escobillas y de imanes permanentes. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas distintas en función de la aplicación para la que se utiliza. La selección de un motor apropiado para cualquier proyecto dado debe considerarse cuidadosamente, ya que todos los tipos tienen sus puntos fuertes y débiles dependiendo de la tarea en cuestión. Cualquiera que sea el tipo de motor eléctrico elegido, puede proporcionar grandes ganancias de eficiencia cuando se opera correctamente. Al comprender los diversos tipos disponibles, los ingenieros industriales y los diseñadores de máquinas pueden asegurarse de seleccionar el mejor motor posible para hacer bien el trabajo.
Referencias
- https://www.parvalux.com/cuales-son-los-diferentes-tipos-de-motores-electricos/
- https://www.elprocus.com/diferentes-tipos-de-motores-electricos/
- https://www.automate.org/blogs/tipos-de-motores-electricos
- https://www.iqsdirectory.com/articles/electric-motor.html
- https://www.electricaltechnology.org/2021/01/types-of-electric-motors.html
- https://blog.orientalmotor.com/motor-selection-basics-types-of-electric-motors
- https://byjus.com/física/tipos-de-motores/
