Motores

Partes principales de un motor de corriente continua.

ESTATOR: Es el que crea el campo magnético fijo, al que le llamamos Excitación. En los motores pequeños se consigue con imanes permanentes. Cada vez se construyen imanes más potentes, y como consecuencia aparecen en el mercado motores de excitación permanente, mayores.

ROTOR: También llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo campo crea, junto al del estator, el par de fuerzas que le hace girar.

ESCOBILLAS: Normalmente son dos tacos de grafito que hacen contacto con las bobinas del rotor. A medida que éste gira, la conexión se conmuta entre unas y otras bobinas, y debido a ello se producen chispas que generan calor .

COLECTOR: Los contactos entre escobillas y bobinas del rotor se llevan a cabo intercalando una corona de cobre partida en sectores.

MAQUINAS CON COLECTOR

Las máquinas con colector (o inversor de corriente) pueden funcionar con corrientes trifásicas, con corriente alterna o con corriente continua.

Las máquinas eléctricas con colector más antiguas y también las más conocidas son las de corriente continua.

Generadores de corriente continua

Las máquinas de corriente continua suelen tener un estator de polos salientes. Los extremos de las bobinas de los devanados del rotor están soldados a los segmentos de cobre del colector, llamadas delgas.

En los generadores de corriente continua la energía eléctrica inducida en el devanado del rotor se saca al exterior a través de escobillas de carbón. En los motores de continua las escobillas sirven para suministrar al rotor la corriente eléctrica que provoca su rotación.

Funcionamiento de los generadores de corriente continua

Una bobina gira en su campo magnético, en la bobina se inducirá una tensión alterna. Esta tensión se rectifica con el colector y se lleva al exterior.

En los instantes t1 y t2 el conductor 1 se encuentra situado bajo el polo norte, y el conductor 2 bajo el polo sur. En el instante t3 la bobina se encuentra en la zona neutra del campo magnético, en la que no existen variaciones del flujo magnético, por lo que tampoco se inducirá tensión alguna.

Si la bobina continúa girando se volverá a inducir una tensión en ella. No obstante, en los instantes t4 y t5 el conductor 1 se encuentra bajo el polo sur y el conductor 2 bajo el polo norte. Por lo tanto, variarán los sentidos de corrientes y tensiones en la bobina. Sin embargo, el sentido de la corriente y de la tensión en el circuito exterior es el mismo que en los instantes anteriores pues el colector ha girado junto con la bobina. En el instante t6 la bobina vuelve a encontrarse en la zona neutra del campo magnético y no se inducirá tensión.

En la práctica el devanado del rotor se compone de varias bobinas con gran número de espiras situadas en las ranuras del paquete de chapas del rotor. Los terminales de las bobinas se sueldan a las delgas del colector. Las diferentes bobinas se pueden conectar en serie y en paralelo. Las escobillas se encuentran en la zona neutra del colector, pues aquí la tensión entre dos delgas colindantes es aproximada nula.

Las escobillas de carbón tienen un tamaño tal que abarcan dos delgas, con lo que se evita una interrupción de la circulación de la corriente. Si entre dos delgas situadas en la zona neutra existe tensión esta quedara ponteada por las escobillas.

En ingeniería eléctrica, un colector es un método de hacer una conexión eléctrica a través de un ensamblaje rotativo. Los colectores también son llamados anillos rotatorios, anillos deslizantes, interfaces eléctricas rotativas, conectores eléctricos rotativos o junta eléctrica rotativa, son comúnmente hallados en máquinas eléctricas de corriente alterna como generadores, alternadores, turbinas de viento, en las cuales conecta las corriente de campo o excitación con el bobinado del rotor. En el caso especial de las maquinas eléctricas de corriente continua (motores y generadores) se usa un conmutador. Como regla general, se tienen tantos colectores como bobinas se tengan en el campo, por consiguiente, como fases tenga el sistema.

Un colector es usado para transmitir continuamente energía eléctrica, señal o datos desde una fuente estacionaria a un destino rotativo, o viceversa. Hay disponible una amplia variedad de configuraciones, tipos de terminales y materiales para ajustarse a cada aplicación

Colectores

Existen dos tipos de colectores: de anillos y de delgas.

Los colectores de anillos se utilizan en máquinas de corriente alterna. Consisten en dos o tres anillos de bronce colocados sobre el eje del rotor y aislados de éste y entre sí. Estos anillos están conectados a las bobinas del rotor y sobre ellos rozan unas escobillas de grafito situadas en el estator y conectadas al circuito exterior. Un resorte que presiona la escobilla contra el anillo garantiza un buen contacto entre ambos.

En este tipo de colector la corriente que circula por las bobinas del rotor es de la misma forma que la que viene desde el circuito exterior.

a) b) c)

Fig. 5: a) Colector de 3 anillos; b) Escobilla; c) Anillo con escobilla.

Los conmutadores o colectores de delgas se utilizan en máquinas con devanados cerrados (las máquinas de c.c. y algunas máquinas de c.a.). Consisten en varias láminas de cobre, denominadas delgas (Fig. 6a), dispuestas alrededor del eje del rotor de manera que forman un cuerpo cilíndrico. Las delgas están aisladas entre sí y del eje mediante piezas de mica. Cada delga tiene un talón donde se realiza la conexión a una de las bobinas del rotor mediante soldadura. Las delgas se sujetan al cubo del colector mediante uniones del tipo “cola de milano” para evitar que puedan salirse por la fuerza centrífuga. Sobre las delgas ro-zan las escobillas, que están fijas al estator y conectadas al circuito

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