Modelo actual·maquinas de corriente continua

Motor CC con escobillas

Explore cómo las escobillas y un conmutador mantienen el par del inducido girando en una dirección.
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experimento operativo

Curvas de velocidad y corriente.

Observe la transición del motor desde el arranque hasta el estado estable a lo largo del tiempo.

00750315005225083000100 s4 s8 s11 s15 sLas medidas aparecerán aquí cuando comiences el experimento.

¿Qué es un motor de corriente continua con escobillas?

Principio de funcionamiento

Un motor de continua con escobillas produce par gracias a la fuerza que actúa sobre un conductor recorrido por corriente dentro de un campo magnético. El campo procede de imanes permanentes o de devanados inductores en el estátor; la corriente circula por las bobinas del inducido, en el rotor. Un colector mecánico y un par de escobillas de carbón invierten la corriente del inducido cada media vuelta, de modo que el par empuja siempre en el mismo sentido. Ese colector es lo que hace que la máquina funcione con corriente continua pura.

Fuerza contraelectromotriz y control de velocidad

Al girar, el inducido genera una fuerza contraelectromotriz que se opone a la tensión aplicada. La corriente real es la diferencia entre ambas dividida por la resistencia del inducido, lo que hace al motor naturalmente autorregulado: si se le carga, frena, la contraelectromotriz baja y la corriente y el par suben. La velocidad es casi proporcional a la tensión aplicada, por lo que un simple ajuste de tensión o de PWM da un control de velocidad lineal y suave en todo el rango.

Corriente de arranque y par

En el instante de la conexión el rotor está parado, no hay contraelectromotriz y solo la pequeña resistencia del inducido limita la corriente. La corriente de arranque o de rotor bloqueado puede ser muchas veces la nominal, y por la misma razón el motor entrega un par muy alto desde velocidad cero. Esa misma relación implica que un motor mecánicamente bloqueado permanece indefinidamente a corriente de bloqueo y se recalienta enseguida si un controlador no la limita.

Ventajas y límites

Los motores de continua con escobillas son baratos, no necesitan conmutación electrónica y son triviales de gobernar, de ahí su presencia en juguetes, actuadores de automoción, herramientas eléctricas y proyectos de aficionado. El precio es el juego de escobillas: se desgastan, generan polvo y chispas, limitan la velocidad máxima y exigen mantenimiento periódico. Cuando importan la vida útil o el rendimiento, un motor brushless realiza la misma conmutación de forma electrónica.

Preguntas frecuentes

¿Cómo depende la velocidad de un motor de corriente continua con escobillas de la tensión y la carga?
La velocidad la fija la fuerza contraelectromotriz, que equilibra la tensión de alimentación menos la caída en la resistencia del inducido: E = V − I × Ra, y la velocidad es proporcional a E. Al subir la tensión la velocidad sube casi en proporción; al añadir carga aumentan la corriente y la caída I × Ra, y la velocidad baja ligeramente. El motor se cala cuando el par de carga supera el que puede producir la corriente máxima.
¿Cómo se invierte el sentido de giro de un motor de corriente continua con escobillas?
En un motor con escobillas de imanes permanentes se invierte la polaridad de la tensión aplicada al inducido; la corriente por los conductores cambia de sentido y con ella el par. En la práctica lo hace electrónicamente un puente en H. El ajuste de polaridad del simulador muestra cómo el rotor invierte su giro al intercambiarla.
¿Existe un simulador online gratuito de motor de corriente continua con escobillas?
Sí. El simulador de motor de corriente continua con escobillas de Curvo Studio funciona gratis en el navegador, sin instalación ni cuenta. Ajustas los datos de placa, la tensión de alimentación, la carga y la polaridad, y ves las escobillas y el colector en un corte 3D junto con la velocidad, la corriente y el par durante el arranque.
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