Motor elèctric: tot el que cal saber

Com sabràs, hi ha gran quantitat de models de motor elèctric en el mercat, amb diversos tipus. En aquest blog ja hem analitzat alguns tipus de motors elèctrics molt específics per a usar-los amb projectes DIY, com el seu control amb plaques Arduino mitjançant PWM, Però també tenen moltes altres aplicacions com robòtica, etc.

En aquest article podràs conèixer una mica més de prop aquest tipus de motors que ara estan cobrant bastant rellevància en diversos sectors ...

Què és un motor elèctric?

Un motor elèctric no és més que un dispositiu que converteix l'energia elèctrica que se li subministra en una energia mecànica de rotació. És a dir, un rotor farà que un eix giri quan se li subministra un corrent, ja que genera uns camps magnètics en el seu interior capaços d'operar mitjançant bobines i imants per a produir el gir.

En el seu interior hi haurà un estator i un rotor. El primer està a la zona més externa i fixat a la carcassa de l'motor elèctric, a més d'estar compost generalment per imants fixos (representat en la imatge anterior pels escuts magnètics vermell i blau). En canvi, el rotor és una part mòbil que girarà per l'acció magnètica de l'estator gràcies als seus bobines que componen un electroimant (representat en la imatge anterior per les bobines vermella i blava).

És a dir, el magnetisme generarà una força d'atracció i repulsió sobre els bobinats de l'rotor, segons el signe, i així aconsegueix que vagi girant dins de l'estator.

A més, alguns dels motors elèctrics són reversibles, Això no vol dir que poden invertir el sentit de gir, ja que això ho poden fer tots, sinó que poden ser tant motor com a generador. És a dir, quan li apliques energia giren i quan fas girar el seu eix generen un corrent elèctric en els seus borns.

Això és el principi de els generadors que s'usen en la indústria energètica, com els generadors que hi ha als molins eòlics, o els que hi ha a les centrals tèrmiques, hidroelèctriques, etc. De fet, en algunes aplicacions poden funcionar en dos modes, com ara els motors de certs vehicles com el KERS o el fre regeneratiu d'alguns trens ...

Característiques

El motor té una sèrie de caràcter que identificarà les qualitats d'un motor. Hauries conèixer les més importants per saber com triar la unitat adeqüeu. Per exemple, destaca:

potència: Poden ser des d'uns quants mW en el cas dels més petits i lleugers, fins a milers de watts en el cas dels més potents i pesats. I això obre molt el ventall d'ús, des de petits dispositius electrònics fins a aplicacions industrials. Segons la seva potència tindràs més o menys força de gir.
Voltatge i tipus de corrent: N'hi ha de més i menys voltatge, des de petits motors de 5v, 12v, fins a altres que funcionen a 220v o més. Per descomptat, el corrent subministrada pot ser contínua (CC) o alterna (CA).
parell motor: És la força amb la qual girarà l'eix de motor. Sol ser pràcticament constant a diferència d'altres motors, però pots trobar motors menys poderosos i altres molt més poderosos. Alguns podran fins i tot generar un gran torque per moure vehicles pesats.
Rendiment: No té a veure amb la força, sinó amb l'eficiència energètica. Típicament és al voltant de l'75%, havent-hi alguns models menys eficients i uns altres més eficients.
emissions 0: Aquest tipus de motors no emeten gasos contaminants a l'atmosfera com altres de combustió interna o reacció. En aquest cas, l'únic contaminant pot ser la forma en què es genera l'electricitat que els alimenta. Si prové de fonts renovables o no.
Refrigeració: En general no necessiten refrigeració com altres motors de combustió. Són autoventilats, encara que alguns de major rendiment és probable que necessitin una mica de refrigeració.
Caixa de canvis: No necessiten complexes caixes de canvis, es pot controlar la velocitat i sentit de gir de forma electrònica. No obstant això, pot haver engranatges reductors o multiplicadors per extreure més força o velocitat segons es vulgui ...

Tipus

: CC

: CA

No només hi ha un tipus de motor elèctric, com ja he comentat, sinó que hi ha diversos tipus. hauries de conèixer els més destacats, Encara que en aquest article ens centrem en els CC per qüestions òbvies de la temàtica d'aquest bloc.

Els tipus de motor elèctric són:

Motor universal: és un tipus de motor que pot treballar tant amb CC com amb CA, tot i que no és molt freqüent. És un motor monofàsic amb similituds amb un motor CC sèrie, encara que amb algunes modificacions. S'usen en diverses aplicacions, ja que tenen un parell major d'arrencada als d'inducció i una elevada velocitat de rotació malgrat que són compactes i barats. Són frecuetnes en eines portàtils de tot tipus i electrodomèstics petits.
Motors de corrent continu (CC): Aquests motors són aquells que funcionen amb corrent continu, com la majoria dels petits motors que fas servir amb Arduino i altres projectes maker. Dins d'aquesta família existeixen subgrups com:
- De excitació independent
- excitació serial
- Excitació shunt o derivació
- Excitació composta o compund
- Altres: pas a pas o servomotor, Motor sense nucli, sense escombretes (brushless).
Motors de corrent altern (CA): Són els que funcionen amb corrent altern, sent de major grandària i per a usos en grans electrodomèstics, indústria, maquinària, etc. Dins pots trobar subtipus com:
- síncrons: En aquest tipus de motor, l'eix de rotació gira a la freqüència del corrent d'alimentació. La seva velocitat de gir és constant per tant, depenent sempre de la freqüència de la tensió de la xarxa elèctrica a la qual estigui connectat. Per exemple, en una xarxa domèstica serien 220v 50 / 60Hz.
- asíncrons: És aquell el rotor gira a una velocitat diferent de la de el camp magnètic. Dins també hi ha divisions com:
  - monofàsics: Són els que fan servir alimentació d'una sola fase, com la d'un habitatge. Dins estan:
    - bobinat auxiliar
    - De espira en curtcircuit
    - Universal (vegeu el punt primer)
  - trifàsics: La seva bobinatge inductor de l'estator està dissenyat per disposar de tres bobines diferents desplaçades 120º a nivell elèctric, perquè quan s'alimenta amb una CA trifàsica, es pugui generar el gir de l'rotor per acció de cadascuna de les fases. Dins trobes:
    - De rotor bobinat (convencional).
    - De rotor en curtcircuit (gàbia d'esquirol).

aplicacions

Un motor elèctric es pot utilitzar per gran quantitat d'aplicacions. Des vehícuos elèctrics, passant per certs mecanismes d'actuació mecànics, fins drones, robots, batedores, impressores 3D, unitats de disc dur, bombes d'aigua, electrodomèstics com rentadores i rentavaixelles, impressores convencionals, ventiladors, generadors d'electricitat, i un llarg etc .

En general, els monofàsics són els més bàsics emprats en petites aplicacions i que són fàcils d'invertir el gir simplement canviant la polaritat del corrent aplicat. Són típics en petits aparells electrònics. Els trifàsics s'usen per a aplicacions més poderoses, com les industrials.

Això pel que fa als de corrent altern. Però en el món maker i de l'DIY, el normal és que facis servir motors de CC. Aquests petits motors de corrent continu són els típics per a robots, drones, impressores 3D, petits vehicles elèctrics, etc.

On comprar

Pots comprar diversos tipus d'aquest dispositiu, com els models de motor elèctric que trobes a Amazon i altres botigues especialitzades:

Més informació sobre motors

Et recomano també llegir altres articles relacionats amb els motors com aquests:

Hardwarelibre