Motors de Corrent Continu: Funcionament i Tipus

Motors: Conceptes Generals

Una màquina elèctrica és un aparell capaç de transformar energia elèctrica en qualsevol altra forma d'energia, o viceversa. Això inclou:

• Transformació d'energia elèctrica a energia mecànica (motor).
• Transformació d'energia mecànica a energia elèctrica (generador).
• Transformació d'energia elèctrica a una altra forma d'energia elèctrica, però amb característiques diferents (transformador).

També existeixen els convertidors (corrent altern a continu) i els inversors (continu a altern). Les màquines es poden classificar en:

• Màquines rotatives: Tenen una part que gira sobre si mateixa (motors i generadors).
• Màquines estàtiques: No tenen parts mòbils (transformadors, convertidors, inversors).

Règim de Funcionament

• Buit: La màquina no està connectada a cap circuit exterior.
• Estat nominal: Situació per a la qual està construïda la màquina.
• Plena càrrega: La màquina treballa exactament al seu valor nominal.
• Sobrecarrega: La màquina treballa a una potència superior al seu estat nominal.
• Estable: La màquina reacciona automàticament per tornar al règim nominal.
• Inestable: La resposta de la màquina l'allunya encara més del seu règim nominal.

Tipus de Pèrdues en Màquines Elèctriques

• Mecàniques (fricció i ventilació): Causades pel fregament entre les peces mòbils i la circulació d'aire per refrigerar la màquina.
• Elèctriques (en el coure): Degudes a l'efecte Joule, pèrdues en forma de calor com a conseqüència de la circulació d'un corrent elèctric per un conductor.
• Magnètiques (en el ferro): Depenen de les variacions dels camps magnètics i de la freqüència amb què es produeixen aquestes variacions.

Motors de Corrent Continu (CC)

Estructura del Motor de CC

Un motor de CC consta de dues parts principals:

Estator

És la part fixa (inductor) i està format per:

• Carcassa: Cilindre metàl·lic que forma el cos de la màquina. Condueix el flux magnètic i suporta els altres elements de l'estator.
• Pols: Secció quadrada o rectangular (nucli polar) amb un extrem més ample (expansió polar).
• Bobines inductores: Enrotllades al voltant de cada pol (nucli polar).

Rotor

És la part mòbil (induït) i està format per:

• Nucli: Cilindre format per discos prims de xapa magnètica aïllats entre si per reduir les pèrdues.
• Bobines induïdes: Situades en ranures del nucli. Les seves característiques varien segons la màquina.
• Col·lector: Permet connectar l'induït amb l'exterior. Format per làmines de coure (delgues) muntades sobre l'eix i separades per un material aïllant (mica).

Altres components

• Escombretes: Peces de carbó que permeten el pas del corrent elèctric des de la font d'alimentació fins al col·lector. Estan en contacte continu amb les delgues del col·lector.
• Entreferro: Espai entre la part fixa (estator) i la part mòbil (rotor).

Principi de Funcionament

El funcionament dels motors de CC es basa en la interacció de dos camps magnètics: el del rotor i el de l'estator.

• Corrent d'alimentació: Entra a la màquina pel col·lector i circula pel bobinatge del rotor.
• Corrent d'excitació: Circula pel bobinatge de l'estator i pot ser igual o diferent al corrent d'alimentació.

Classificació dels Motors de CC

Els motors de CC es poden classificar segons el tipus d'excitació:

• Excitació independent: El corrent d'excitació prové d'una font independent.
• Màquina autoexcitada: El corrent d'excitació prové de la pròpia màquina.