Motor CC de imán permanente

Funcionamiento

• En general el campo magnético de un motor de cd se puede producir por bobinas o imanes permanentes.

• Los imanes están situados en el estator o carcaza, también se sitúan los porta escobillas y las escobillas que alimentan el rotor a través del colector y las delgas haciendo llegar la CC al devanado y crear la f.e.m. que hace girar al rotor. Basta con invertir la polaridad de la CC aplicada a las escobillas y el motor invierte su sentido de giro, pero nunca pueden ser enclavados en una posición fija, simplemente giran a una velocidad y sentido de acuerdo a la polaridad y nivel de CC aplicada.

• Para corregir esta característica se crearon los motores paso a paso y los servomecanismos que si pueden ser posicionados y son los más utilizados en la robótica y sistemas de control automáticos.

Motor de CD Paso a Paso (PAP)

• Son motores especiales que permiten el avance de sus ejes en ángulos precisos y por pasos en ambos sentidos del giro del motor.

• Su funcionamiento se basa en el simple principio de atracción y repulsión que ocurre en los polos magnéticas.

• El numero de pasos varia según se la aplicación. Existen desde 0.1 a 120 grados; los ángulos mas comunes son de 1.8, 2.0, 2.5, 5.0, 15 y 30 grados, que respectivamente dan 200, 180, 144, 72, 24, 12 pasos/evolución.

Motor de CD Paso a Paso (PAP)

• Estos motores son alimentados con fuentes de corriente directa (DC) y manejados con circuitos digitales.

• A este tipo de motor se le puede ordenar por medio del control la cantidad de pasos que se desea avanzar hacia un sentido, que no gire o que avance en sentido contrario, lo cual nos da control de lo que seria a posición del motor así como su velocidad y sentido de giro.

Servomecanismo en Motores de CD

Un servomecanismo es un sistema formado de partes mecánicas y electrónicas que en ocasiones son usadas en partes móviles o fijas; también consta de partes neumáticas, hidráulicas, y controlado de precisión

Motores sin escobillas

• Existe otro tipo de motor de CC e imán permanente que eliminan las escobillas y utilizan la conmutación electrónica llamados motores sin escobillas y son ampliamente utilizados en los sistemas de enfriamientos de fuentes de poder y computadoras.

Aplicaciones del motor de CC con imán permanente• Por su sencillez en la construcción son muy utilizados en equipos de

sonido y video, ejemplo, reproductores de DVD y cd, lectores de cd para computadoras, juguetes por control remoto inalámbrico, aunque su mantenimiento se hace muy costoso y complicado.

Clasificación

De acuerdo con la construcción de la armadura, el motor de cd de imán permanente tiene tres tipos de diseño de armadura: 1. De núcleo de hierro 2. De devanado superficial 3. De bobina móvil.

Motores de núcleo de hierro

• También conocido como Motor de reluctancia variable no utiliza un campo magnético permanente, como resultado puede moverse sin limitaciones o sin un par de parada. Este tipo de montaje es el menos común y se usa, generalmente, en aplicaciones que no requieren un alto grado de par de fuerza, como puede ser el posicionamiento de un mando de desplazamiento.

• Este motor se desarrolló con objeto de poder conseguir unos desplazamientos angulares más reducidos, sin que por este motivo haya de aumentarse considerablemente el número de bobinados.

• El estator presentará la forma cilíndrica habitual conteniendo generalmente un total de tres devanados distribuidos de tal forma que existirá un ángulo de 120° aproximadamente entre dos de ellos.

• El rotor está formado por un núcleo de hierro dulce de estructura cilíndrica pero con una cierta cantidad de dientes tallados longitudinalmente a lo largo de su superficie lateral.

• El material del imán permanente puede ser bario-ferrita, Alnico, o un compuesto de tierras raras . � �

• Este tipo de motor está caracterizado por una inercia del motor relativamente alta (ya que la parte giratoria está formada por las bobinas de la armadura), una inductancia alta, bajo costo y alta confiabilidad.

Funcionamiento

• Para obtener desplazamiento angulares de 15° será necesario aumentar el número de dientes del rotor hasta ocho y esta cifra se hará tanto mayor cuanto más reducido sea el avance de cada paso.

• La principal características de estos motores de reluctancia variable es la elevada velocidad de accionamiento que permiten, siendo normal la cifre de 1200 pasos por segundo.

• Otra forma constructiva para este tipo de motor es la de efectuar un agrupamiento de varios conjuntos roro-estator, alimentando a estos últimos, secuencialmente. Los pasos se obtienen por el posicionamiento de los bobinados de cada estator, alineando los tres rotores y constituyendo un rotor único.

• Existe, por último un tercer tipo de motor paso a paso denominado motor híbrido que combina los diseños de ambos, obteniendo importante pares de accionamiento, un gran número de pasos por vuelta y una frecuencia bastante elevada de trabajo. La resolución de paso es de 0,9°, 1,8° ó 3,6°.

Motores de devanado superficial

• Los conductores de la armadura están pegados a la superficie de la estructura cilíndrica del rotor, la cual está hecha de discos laminados sujetados al eje del motor. Ya que en este diseño no se emplean ranuras sobre el rotor, no presenta el efecto de ¨ rueda dentada ¨. Puesto que los conductores están proyectados en el entrehierro de aire que está entre el rotor y el campo de imán permanente, este campo tiene menor inductancia que el de estructura de núcleo de hierro.

Motores de bobina móvil

• Los motores de bobina móvil están diseñados para tener momentos de inercia muy bajos e inductancia de armadura también muy baja. Esto se logra al colocar los conductores de la armadura en el entrehierro entre la trayectoria de regreso del flujo estacionario y la estructura de imán permanente.

• En este caso la estructura del conductor está soportada por un material no ¨magnético ¨- normalmente resinas epóxicas o fibra de vidrio - para formar un cilindro hueco. Uno de los extremos del cilindro forma un eje, el cual está conectado al eje del motor. Una vista de la sección transversal de este tipo de motor se muestra en la figura de abajo.

• Ya que se han eliminado todos los elementos no necesarios de la armadura del motor de bobina móvil, su momento de inercia es muy bajo. • Como los conductores del motor de bobina móvil no están en

contacto directo con el hierro, la inductancia del motor es muy baja; valores menores a 100 mH son comunes en este tipo de motor. • Las propiedades de inercia e inductancia bajas hacen que el motor de

bobina móvil sea una de las mejores elecciones de actuadores para sistemas de control de alto desempeño.

Conclusiones…

Bibliografías…

• http://www.nichese.com/motor-c.c.html

• http://www.todorobot.com.ar/productos/motores/motores.htm

• http://proton.ucting.udg.mx

• http://www.ecured.cu/index.php/Motor_im%C3%A1n_permanente

• http://www.ecured.cu/index.php/Motor_serie