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Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Se basan en el principio de inducción electromagnética. Se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones, por ejemplo, como solución de accionamiento en máquinas industriales.
Existen diferentes tipos de motores eléctricos, cada uno de los cuales tiene diferentes funciones y propiedades. Los tipos de motores eléctricos que se utilizan hoy en día se dividen categóricamente en motores de CC y motores de CA. En el caso de los motores de corriente alterna, se distingue entre motores síncronos y de inducción.
La construcción de motores eléctricos suele ser la siguiente:
Se utilizan varios métodos de control de bucle abierto y/o cerrado para controlar motores eléctricos. Los métodos comunes incluyen la modulación de ancho de pulso (PWM), el control de voltaje directo o la regulación orientada al campo.
Los motores de CC funcionan con una dirección de corriente constante y generan par. Son útiles en aplicaciones que requieren un control preciso de velocidad y par, como las máquinas CNC. Los siguientes motores son ejemplos de motores de CC:
Las ventajas de los motores de CC incluyen:
Las desventajas son:
En los motores de corriente alterna, el voltaje cambia regularmente debido a cambios constantes en la dirección de la corriente. La velocidad de rotación del motor está determinada por la frecuencia de la red y el número de polos. Hay motores de CA monofásicos y trifásicos. Los motores de CA monofásicos se utilizan principalmente en máquinas y electrodomésticos más pequeños, mientras que los motores de CA trifásicos se utilizan principalmente en aplicaciones industriales debido a su mayor potencia nominal y eficiencia. Los siguientes motores son ejemplos de motores de CA:
Un servomotor puede ser un motor de CC, un motor asíncrono o un motor síncrono. Estos motores tienen un servoaccionamiento y normalmente su propia electrónica de control. Un servoaccionamiento es un sistema de control electrónico que posiciona un motor de forma precisa y controlada y también permite cambios de velocidad para realizar movimientos precisos en diversas aplicaciones, como robótica, máquinas CNC y sistemas de automatización.
Las ventajas de los motores de CA incluyen:
La desventaja es, por ejemplo, que debido a las vibraciones más fuertes producen un mayor ruido. Debido al diseño, la velocidad de rotación solo puede controlarse cambiando la frecuencia y/o puede controlarse en incrementos cambiando los pares de polos. Es posible que se requieran componentes adicionales para un control preciso. Además, los motores de CA no son adecuados para aplicaciones móviles porque las baterías suministran tensión CC (o esto solo es posible con componentes adicionales, como por ejemplo inversores).
Dependiendo de las condiciones locales y la aplicación deseada, se puede utilizar una amplia variedad de diseños de motores eléctricos, es por eso que MISUMI ofrece una amplia gama de motores.
Cuando una corriente eléctrica fluye a través de la bobina del rotor en un motor de CC, el rotor comienza a girar. Cada media vuelta hace que el conmutador invierta la polaridad para garantizar el movimiento continuo del motor. De lo contrario, el motor solo giraría hasta que el polo norte del rotor se enfrentara al polo sur del estator y se detuviera en esta posición. Un motor con rotor de dos polos no arranca automáticamente en todas las posiciones, por lo que en los motores eléctricos se suelen utilizar rotores de tres o más polos. El principio es algo diferente para los motores lineales: En lugar de un rotor, esta aplicación utiliza un rotor (carro) guiado linealmente equipado con varias bobinas que se mueve en línea recta. Los imanes permanentes se instalan a intervalos regulares. Mediante el control específico de las bobinas, los rotores se mueven mediante campos magnéticos según el mismo principio de funcionamiento que en el motor rotativo. Las bobinas controladas pueden estar dispuestas de forma invertida tanto en el rotor como en el recorrido lineal del estator.
Las características de los motores son fundamentales para su rendimiento y aplicación en diversas áreas técnicas e industriales.
El par de un motor indica cuánta fuerza puede ejercer sobre un eje. La velocidad de rotación se refiere a la velocidad a la que se mueve el eje o el elemento rotor de un motor lineal. Los motores están diseñados para diferentes pares y velocidades de rotación según la aplicación. Las características de velocidad de rotación-par son importantes para el dimensionamiento del motor. Representan la relación entre la velocidad de rotación y el par y pueden diferir significativamente en algunos casos para diferentes tipos de motores (eléctricos) y puntos de funcionamiento.
La densidad de potencia de los motores eléctricos se refiere a la relación entre la potencia generada por el motor y su tamaño o masa. Los motores eléctricos modernos pueden tener una alta densidad de potencia y, por lo tanto, pueden entregar mucha potencia en un diseño compacto. La densidad de potencia generalmente se mide en vatios por kilogramo (W/kg) o vatios por centímetro cúbico (W/cm3), dependiendo de si se está considerando el peso o el volumen del motor.
La controlabilidad de los motores eléctricos se refiere a la capacidad de controlar o regular la velocidad, el par y otros parámetros operativos del motor de una determinada manera. Esto es particularmente útil en aplicaciones que requieren un control preciso.
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La vida útil de un motor eléctrico depende de varios factores. El tipo de motor, las condiciones de funcionamiento, el mantenimiento y la calidad de fabricación pueden influir, por ejemplo. Estos son algunos de los factores clave que afectan la vida útil de un motor eléctrico:
La refrigeración de los motores eléctricos es fundamental para garantizar que funcionen de manera eficiente y permanezcan dentro de temperaturas de funcionamiento seguras. El sobrecalentamiento puede acortar significativamente la vida útil de un motor eléctrico y provocar fallos de funcionamiento. A continuación se muestran algunos métodos comunes para enfriar o refrigerar motores eléctricos:
