Motor eléctrico: todo lo que necesitas saber sobre estos componentes

Como sabrás, existen gran cantidad de modelos de motor eléctrico en el mercado, con diversos tipos. En este blog ya hemos analizado algunos tipos de motores eléctricos muy específicos para usarlos con proyectos DIY, como su control con placas Arduino mediante PWM, pero también tienen otras muchas aplicaciones como robótica, etc.

En este artículo podrás conocer un poco más de cerca este tipo de motores que ahora están cobrando bastante relevancia en diversos sectores…

¿Qué es un motor eléctrico?

Un motor eléctrico no es más que un dispositivo que convierte la energía eléctrica que se le suministra en una energía mecánica de rotación. Es decir, un rotor hará que un eje gire cuando se le suministra una corriente, ya que genera unos campos magnéticos en su interior capaces de operar mediante bobinas e imanes para producir el giro.

En su interior habrá un estátor y un rotor. El primero está en la zona más externa y fijado a la carcasa del motor eléctrico, además de estar compuesto generalmente por imanes fijos (representado en la imagen anterior por los escudos magnéticos rojo y azul). En cambio, el rotor es una parte móvil que girará por la acción magnética del estátor gracias a sus bobinas que componen un electroimán (representado en la imagen anterior por las bobinas roja y azul).

Es decir, el magnetismo generará una fuerza de atracción y repulsión sobre los bobinados del rotor, según el signo, y así consigue que vaya girando dentro del estátor.

Además, algunos de los motores eléctricos son reversibles, eso no quiere decir que pueden invertir el sentido del giro, ya que eso lo pueden hacer todos, sino que pueden ser tanto motor como generador. Es decir, cuando le aplicas energía giran y cuando haces girar su eje generan una corriente eléctrica en sus bornes.

Esto es el principio de los generadores que se usan en la industria energética, como los generadores que existen en los molinos eólicos, o los que hay en las centrales térmicas, hidroeléctricas, etc. De hecho, en algunas aplicaciones pueden funcionar en ambos modos, como por ejemplo los motores de ciertos vehículos como el KERS o el freno regenerativo de algunos trenes…

Características

El motor tiene una serie de características que identificará las cualidades de un motor. Deberías conocer las más importantes para saber cómo elegir la unidad adecuad. Por ejemplo, destaca:

Potencia: pueden ser desde unos cuantos mW en el caso de los más pequeños y ligeros, hasta miles de vatios en el caso de los más potentes y pesados. Y eso abre mucho el abanico de uso, desde pequeños dispositivos electrónicos hasta aplicaciones industriales. Según su potencia tendrás más o menos fuerza de giro.
Voltaje y tipo de corriente: los hay de más y menos voltaje, desde pequeños motores de 5v, 12v, hasta otros que funcionan a 220v o más. Por supuesto, la corriente suministrada puede ser continua (CC) o alterna (CA).
Par motor: es la fuerza con la que girará el eje de motor. Suele ser prácticamente constante a diferencia de otros motores, pero puedes encontrar motores menos poderosos y otros mucho más poderosos. Algunos podrán incluso generar un gran torque para mover vehículos pesados.
Rendimiento: no tiene que ver con la fuerza, sino con la eficiencia energética. Típicamente es en torno al 75%, habiendo algunos modelos menos eficientes y otros más eficientes.
Emisiones 0: este tipo de motores no emiten gases contaminantes a la atmósfera como otros de combustión interna o reacción. En este caso, lo único contaminante puede ser la forma en la que se genera la electricidad que los alimenta. Si proviene de fuentes renovables o no.
Refrigeración: por lo general no necesitan refrigeración como otros motores de combustión. Son autoventilados, aunque algunos de mayor rendimiento es probable que necesiten algo de refrigeración.
Caja de cambios: no necesitan complejas cajas de cambios, se puede controlar la velocidad y sentido de giro de forma electrónica. No obstante, puede haber engranajes reductores o multiplicadores para extraer más fuerza o velocidad según se quiera…

Tipos

: CC

: CA

No solo hay un tipo de motor eléctrico, como ya he comentado, sino que hay varios tipos. Deberías conocer los más destacados, aunque en este artículo nos centramos en los CC por cuestiones obvias de la temática de este blog.

Los tipos de motor eléctrico son:

Motor universal: es un tipo de motor que puede trabajar tanto con CC como con CA, aunque no es muy frecuente. Es un motor monofásico con similitudes con un motor CC serie, aunque con algunas modificaciones. Se usan en varias aplicaciones, ya que tienen un par mayor de arranque a los de inducción y una elevada velocidad de rotación pese a que son compactos y baratos. Son frecuetnes en herramientas portátiles de todo tipo y electrodomésticos pequeños.
Motores de corriente continua (CC): estos motores son aquellos que funcionan con corriente continua, como la mayoría de los pequeños motores que usas con Arduino y otros proyectos maker. Dentro de esta familia existen subgrupos como:
- De excitación independiente
- Excitación serial
- Excitación shunt o derivación
- Excitación compuesta o compund
- Otros: paso a paso o servomotor, motor sin núcleo, sin escobillas (brushless).
Motores de corriente alterna (CA): son los que funcionan con corriente alterna, siendo de mayor tamaño y para usos en grandes electrodomésticos, industria, maquinaria, etc. Dentro puedes encontrar subtipos como:
- Síncronos: en este tipo de motor, el eje de rotación gira a la frecuencia de la corriente de alimentación. Su velocidad de giro es constante por tanto, dependiendo siempre de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado. Por ejemplo, en una red doméstica serían 220v 50/60Hz.
- Asíncronos: es aquel cuyo rotor gira a una velocidad diferente a la del campo magnético. Dentro también hay divisiones como:
  - Monofásicos: son los que usan alimentación de una sola fase, como la de una vivienda. Dentro están:
    - Bobinado auxiliar
    - De espira en cortocircuito
    - Universal (véase el punto primero)
  - Trifásicos: su bobinado inductor del estátor está diseñado para disponer de tres bobinas diferentes desplazadas 120º a nivel eléctrico, para que cuando se alimenta con una CA trifásica, se pueda generar el giro del rotor por acción de cada una de las fases. Dentro encuentras:
    - De rotor bobinado (convencional).
    - De rotor en cortocircuito (jaula de ardilla).

Aplicaciones

Un motor eléctrico se puede utilizar para gran cantidad de aplicaciones. Desde vehícuos eléctricos, pasando por ciertos mecanismos de actuación mecánicos, hasta drones, robots, batidoras, impresoras 3D, unidades de disco duro, bombas de agua, electrodomésticos como lavadoras y lavavajillas, impresoras convencionales, ventiladores, generadores de electricidad, y un largo etc.

Por lo general, los monofásicos son los más básicos empleados en pequeñas aplicaciones y que son fáciles de invertir el giro simplemente cambiando la polaridad de la corriente aplicada. Son típicos en pequeños aparatos electrónicos. Los trifásicos se usan para aplicaciones más poderosas, como las industriales.

Eso en cuanto a los de corriente alterna. Pero en el mundo maker y del DIY, lo normal es que uses motores de CC. Estos pequeños motores de corriente continua son los típicos para robots, drones, impresoras 3D, pequeños vehículos eléctricos, etc.

Dónde comprar

Puedes comprar diversos tipos de este dispositivo, como los modelos de motor eléctrico que encuentras en Amazon y otras tiendas especializadas:

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