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Electric Motor
Storyboard
The typical structure is a rotor that contains a winding and metal cores and a shell with a second winding with metal cores or a second fixed magnet. If a current is applied to the external winding to generate a magnetic field and to the rotor to create a second field that is rejected by the first for a torque that generates the rotation of the rotor.
ID:(1500, 0)
Motor corriente alterna
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El principio del funcionamiento de un motor se basa en contar con
• un campo magnético estático que se puede generar con un imán permanente o con una bobina.
• un elemento móvil que también cuenta con un campo magnético que se va generando de modo de que siempre es rechazado por el campo externo generando la rotación
El segundo elemento, que rota, se denomina el rotor y, al no rotar el exterior, se le denomina el estator.
Si se piensa en un modelo muy simplificado se tiene un campo estático y una espiga giratoria que genera el campo móvil. Si la corriente circula en la dirección correcta, el rotor (la espiga) genera un campo que e opone al campo del estator (campo externo). Sin embargo se puede dar la situación en que al rotar el rotor quede en una posición que en vez de repeler los campos magnéticos se atraen. Esto se puede evitar si el motor se alimenta con corriente alterna d modo de que cada vez que el sistema rota en 180 grados el campo es polarizado a la inversa existiendo siempre un rechazo y un impulso del motor.
ID:(12250, 0)
Motor corriente continua
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En el caso de no disponer de corriente alterna debemos buscar como ir invirtiendo la polaridad del campo magnético a media que va girando. La forma como se puede lograr esto es diseñar el conector de modo que la propia rotación va invirtiendo la polaridad a través de invertir los contactos.
Una forma simplificada es mediante un conector en que el mismo electrodo va cambiando de polo:
ID:(12251, 0)
Rotor
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Un rotor real tiene múltiples espigas conectadas a distintas partes del conector lo que permite crear el campo ideal respecto de los campos que genera el estator.
Si se observa un rotor real se veran los múltiples conectores como laminas individuales. Las espigas por otro lado tienen un núcleo de un material ferromagnético para incrementar el campo. Este esta hecho de múltiples placas y lo que se observa en la imagen son las superficies paralelas al eje que forman los distintos núcleos en torno los cuales se enrollan los cables:
ID:(12249, 0)
Torque de un motor
Equation
Dependiendo de las dimensiones y parámetros del estator y rotor se logra que el motor produzca un torque que puede llegar a un valor máximo dado con por
| $ T =\displaystyle\frac{ \pi }{2} B S D ^2 d $ |
ID:(12265, 0)
Potencia del motor
Equation
Con el torque y la velocidad angular del motor se puede con la potencia que consume el motor
| $ P = T \omega $ |
ID:(12266, 0)