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Motor CC de imán permanente

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Motor CC de imn permanenteintroduccinLos primeros sistemas de potencia fueron sistemas de DC pero , hacia los aos de 1890, los sistemas de AC fueron primando a los de DC. A pesar de este echo los motores de DC continuaron siendo una fraccin importante de la maquinaria comprada. Su popularidad fue bajando ,pero aun as actualmente ocupan un lugar importante en la industria debido a que una de sus cualidades son la amplia variabilidad de velocidad. Si bien hoy en da es posible variar la velocidad de un motor de induccin actualmente aun es costoso y muchas veces es mas caro comprar un variador de velocidad, es por ello que aun son utilizados los motores de corriente directa. FuncionamientoEn general el campo magntico de un motor de cd se puede producir por bobinas o imanes permanentes.

Los imanes estn situados en el estator o carcaza, tambin se sitan los porta escobillas y las escobillas que alimentan el rotor a travs del colector y las delgas haciendo llegar la CC al devanado y crear laf.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 posicin fija, simplemente giran a una velocidad y sentido de acuerdo a la polaridad y nivel de CC aplicada.

Para corregir esta caracterstica se crearon losmotores paso a pasoy losservomecanismosque si pueden ser posicionados y son los ms utilizados en larobticaysistemas de control automticos.

Motor de CD Paso a Paso (PAP)Son motores especiales que permiten el avance de sus ejes en ngulos precisos y por pasos en ambos sentidos del giro del motor.

Su funcionamiento se basa en el simple principio de atraccin y repulsin que ocurre en los polos magnticas.

El numero de pasos varia segn se la aplicacin. Existen desde 0.1 a 120 grados; los ngulos 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/evolucin.

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 posicin del motor as como su velocidad y sentido de giro.Servomecanismo en Motores de CD

Un servomecanismo es un sistema formado de partes mecnicas y electrnicas que en ocasiones son usadas en partes mviles o fijas; tambin consta de partes neumticas, hidrulicas, y controlado de precisinMotores de corriente directa de imanes permanente Un motor de DC de imn permanente (PMDC) es un motor DC cuyos polos estn hechos de imanes permanentes. En algunas aplicaciones los imanes de imn permanente ofrecen muchos mas beneficios que los motores de derivacin. Ya que no requieren de devanados de campo. Son comunes en caballaje fraccional y subfraccional.Sin embargo los (PMDC) no pueden producir tan alta densidad de flujo como uno en derivacin, por lo cual producirn un par inducido menor.Otra desventaja de los (PMDC) es que corren el riesgo de desmagnetizacin. En estas maquinas, el flujo polar es justamente el residual en los imanes permanentes. Si la corriente del inducido llega a ser muy grande se corre el riesgo de que la fuerza magnetomotriz del inducido desmagnetice los polos, reduciendo y reorientando el flujo residual en ellos.La desmagnetizacin tambin puede ser causada por calentamiento excesivo , el cual puede ser causado por periodos excesivos de sobrecarga. Un motor de imn permanente tiene un flujo fijo. por lo tanto, no es posible controlar la velocidad variando la corriente o el flujo del campo. Los nicos mtodos de control de velocidad disponibles son los de control e voltaje del inducido y control de la resistencia del inducido.Motores sin escobillasExiste otro tipo de motor de CC e imn permanente que eliminan las escobillas y utilizan laconmutacin electrnicallamadosmotores sin escobillasy son ampliamente utilizados en los sistemas de enfriamientos de fuentes de poder y computadoras.

Aplicaciones del motor de CC con imn permanentePor su sencillez en la construccin son muy utilizados en equipos de sonido y video, ejemplo, reproductores de DVD y cd, lectores de cd para computadoras, juguetes por control remoto inalmbrico, aunque su mantenimiento se hace muy costoso y complicado.

ClasificacinDe acuerdo con la construccin de la armadura, el motor de cd de imn permanente tiene tres tipos de diseo de armadura: 1. De ncleo de hierro 2. De devanado superficial 3. De bobina mvil.

Motores de ncleo de hierroTambin conocido como Motor de reluctancia variable no utiliza un campo magntico permanente, como resultado puede moverse sin limitaciones o sin un par de parada. Este tipo de montaje es el menos comn 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 desarroll con objeto de poder conseguir unosdesplazamientos angulares ms reducidos, sin que por este motivo haya de aumentarse considerablemente el nmero de bobinados.

El estator presentar la forma cilndrica habitual conteniendo generalmente un total de tres devanados distribuidos de tal forma que existir un ngulo de 120 aproximadamente entre dos de ellos.

El rotor est formado por un ncleo de hierro dulce de estructura cilndrica pero con una cierta cantidad de dientes tallados longitudinalmente a lo largo de su superficie lateral.El material del imn permanente puede ser bario-ferrita, Alnico, o un compuesto de tierras raras .

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

FuncionamientoPara obtener desplazamiento angulares de 15 ser necesario aumentar el nmero de dientes del rotor hasta ocho y esta cifra se har tanto mayor cuanto ms reducido sea el avance de cada paso.

La principal caractersticas 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 ltimos, secuencialmente. Los pasos se obtienen por el posicionamiento de los bobinados de cada estator, alineando los tres rotores y constituyendo un rotor nico.Existe, por ltimo un tercer tipo de motor paso a paso denominado motor hbrido que combina los diseos de ambos, obteniendo importante pares de accionamiento, un gran nmero de pasos por vuelta y una frecuencia bastante elevada de trabajo. La resolucin de paso es de 0,9, 1,8 3,6.Motores de devanado superficialLos conductores de la armadura estn pegados a la superficie de la estructura cilndrica del rotor, la cual est hecha de discos laminados sujetados al eje del motor. Ya que en este diseo no se emplean ranuras sobre el rotor, no presenta el efecto de rueda dentada . Puesto que los conductores estn proyectados en el entrehierro de aire que est entre el rotor y el campo de imn permanente, este campo tiene menor inductancia que el de estructura de ncleo de hierro.

Motores de bobina mvilLos motores de bobina mvil estn diseados para tener momentos de inercia muy bajos e inductancia de armadura tambin 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 imn permanente.

En este caso la estructura del conductor est soportada por un material no magntico - normalmente resinas epxicas o fibra de vidrio - para formar un cilindro hueco. Uno de los extremos del cilindro forma un eje, el cual est conectado al eje del motor. Una vista de la seccin 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 mvil, su momento de inercia es muy bajo. Como los conductores del motor de bobina mvil no estn 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 mvil sea una de las mejores elecciones de actuadores para sistemas de control de alto desempeo.

ConclusionesComo ya mencionamos los motores de corriente directa son capaces de variar su velocidad pero si bien los tipos de excitacin cambiaran las cualidades del motor. Existen varias clases de motores de dc si bien solo abarcamos los de motor DC en serie y motor DC de imn permanente existen otros clases que dependiendo del uso mostraran ventajas y desventajas unos sobre otras las cuales mostraran la correcta seleccin del equipo. Por ejemplo los motores con imn permanente , tienen un flujo fijo por tanto no es posible controlar la velocidad variando la corriente o el flujo del campo. Como en uno de excitacin derivada. Otra desventaja seria que no tienen el mismo par inducido.

Bibliografashttp://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