¿Qué es un conmutador en un motor eléctrico?

🚗 Tipos de Motores Eléctricos

Img. 1 Tipos de Motores Eléctricos

Los motores eléctricos son dispositivos que convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico. Hay tres tipos principales:

• Motores de Corriente Directa (DC): Utilizan un conmutador para mantener una rotación unidireccional cambiando la dirección de la corriente.
• Motores de Corriente Alterna (AC): Son alimentados por corriente alterna, sin necesidad de conmutación mecánica.
• Motores de Corriente Directa Sin Cepillos (BLDC): Se basan en la conmutación electrónica utilizando sensores en lugar de conmutadores mecánicos.
• Motor Síncrono: Uno de los tipos de motores de corriente alterna.
• Motor Asíncrono: Uno de los tipos de motores de corriente alterna.
• Motores de Corriente Directa con Cepillo (BDC): Uno de los tipos de motores de corriente directa.
  

👉 Este artículo se centra en los motores de corriente directa, donde el conmutador desempeña un papel crucial en su funcionamiento.

⚙️ ¿Cómo Funciona un Conmutador?

Foto 2 Par en un campo magnético

El brazo de palanca para el par generado en el armador varía con el ángulo de la bobina (cos α). Por lo tanto, cuando la bobina es perpendicular (vertical) al campo magnético del estator, no se produce par. Esto es por lo que los motores de corriente continua tienen múltiples bobinas.
Crédito de la imagen: Universidad de Georgia State

Un conmutador es un anillo de cobre dividido conectado al rotor (también llamado armador) de un motor de corriente directa. Trabaja junto con las escobillas de carbón que entregan corriente al rotor.

El principio de funcionamiento:

1.Cuando fluye la corriente a través de una bobina, se genera un par (fuerza de torsión) en el campo magnético.
2.A medida que la bobina gira, si la dirección de la corriente permanece sin cambios, la dirección de la fuerza electromagnética cambiará, haciendo que el motor se detenga o invierta.
el commutador cambia automáticamente la dirección de la corriente una vez cada 180° de rotación, manteniendo el par en la misma dirección.

En poco tiempo, el conmutador enciende y apaga las bobinas para controlar la dirección hacia la que apuntan los campos electromagnéticos.

Componentes principales de un motor de CC

Es una foto. 3 Estructura básica de un motor de CC

Crédito de imagen: electrical4u.com

🧠 Clave insight: El colector y las escobillas forman un sistema de contacto que asegura que la fuerza electromagnética siempre apunte en la misma dirección, permitiendo una rotación suave.

🔌 ¿Qué Hace un Colector?

• 💡 Mantiene la rotación unidireccional: Evita que el motor se detenga o invierta cada rotación de 180°.
  
• 🔁 Invierte la corriente del bobinado: Cambia la polaridad justo en el momento adecuado.
  
• 🔥 Controla la polaridad electromagnética: Asegura el flujo adecuado de electricidad hacia y desde los devanados del armador.

📷 Consejo visual: Piensa en el conmutador como un interruptor temporizado que cambia la corriente cada media vuelta, manteniendo un movimiento continuo.

📈 ¿Por qué es importante el conmutador?

• ✅ Permite una rotación continua: Sin él, el motor oscilaría hacia adelante y hacia atrás.
  
• ⚙️ Mantiene una salida de par constante: Mantiene la fuerza del armadura alineada con la dirección de rotación.
  
• Previene el cortocircuito y las chispas: gracias a la zona neutral donde el voltaje inducido es cero.
  
• Mejora la eficiencia: Los commutadores modernos utilizan segmentos de cobre de alta calidad (y una pequeña cantidad de plata) y cepillos de carbono para su durabilidad y baja fricción.

Resumen

El conmutador es una parte vital de un motor de CC que cambia la dirección de la corriente dentro de la armadura, lo que permite una rotación suave y continua.