¿Qué es un motor eléctrico y qué tipos existen?

Los motores eléctricos funcionan de forma fiable y eficiente y pueden fabricarse en numerosos tamaños y variantes. Son indispensables en la industria, los hogares, el transporte y los oficios.

Funcionamiento de un motor eléctrico

En todo motor eléctrico interviene la fuerza de Lorentz. Se produce cuando circula corriente por un conductor situado en un campo magnético. Esta fuerza genera un par que pone el rotor en movimiento.

Se distingue principalmente entre motores de corriente continua y de corriente alterna. Ambos grupos se dividen en subtipos que difieren en su construcción, control y aplicación.

Motores de corriente continua (DC)

Los motores DC operan a un voltaje constante, por ejemplo a partir de baterías, fuentes de alimentación o fuentes de alimentación reguladas. El movimiento rotatorio es causado por fuerzas electromagnéticas entre el rotor y un campo magnético estacionario.

Hay dos tipos principales:

Motor DC con escobillas
Este motor tradicional utiliza contactos deslizantes, las escobillas, y un colector para invertir la polaridad de las bobinas del rotor. Así se consigue una rotación continua.
Aplicaciones típicas:
– Atornilladores a batería
– Juguetes
– Elevalunas de automóviles
– Sistemas de transporte sencillos

Motor DC sin escobillas (BLDC)
La conmutación se realiza electrónicamente, sin contactos mecánicos. Esto prolonga la vida útil y reduce el mantenimiento. El rotor suele contener imanes permanentes, mientras que los devanados del estator se controlan activamente.
Aplicaciones típicas:
– Ventiladores y bombas
– Drones y aviones de aeromodelismo
– Dispositivos médicos
– Impresoras 3D de alta precisión

Los motores DC son fáciles de controlar, tienen buenas características de arranque y suelen ofrecer un par de arranque elevado. Sin embargo, las versiones con escobillas requieren más mantenimiento y tienen una vida útil menor.

Motores de corriente alterna (AC)

Los motores AC funcionan con la tensión de red, por ejemplo 230 V monofásicos o 400 V trifásicos, según el país. Los campos magnéticos giratorios del estator ponen el rotor en movimiento. Destacan tres tipos:

Motor asíncrono de jaula de ardilla
Este motor robusto utiliza un rotor en cortocircuito. Gira ligeramente más despacio que el campo magnético del estator, de ahí el nombre «asíncrono».
Aplicaciones típicas:
– Sistemas de ventilación y aire acondicionado
– Bombas industriales
– Cintas transportadoras
– Compresores

Motor síncrono
El rotor gira sincronizado con el campo magnético. Su campo se genera mediante imanes permanentes o una corriente de excitación independiente.
Aplicaciones típicas:
– Máquinas herramienta modernas
– Maquinaria de envasado
– Instalaciones de bobinado y corte de precisión

Motor monofásico
Un motor compacto para electrodomésticos y pequeños aparatos. Suele utilizar un condensador para el arranque y proporciona una potencia moderada.
Aplicaciones típicas:
– Electrodomésticos de cocina
– Bombas pequeñas
– Sistemas de ventilación de edificios

Los motores AC son duraderos y requieren poco mantenimiento. Sin embargo, su regulación es más compleja, especialmente para velocidad variable o posicionamiento.

Motor paso a paso

El motor paso a paso pertenece técnicamente a las máquinas síncronas. No se mueve de forma continua, sino en pasos angulares definidos. Cada impulso de control produce una pequeña rotación, lo que permite controlar el movimiento contando los pasos, incluso sin sensor.
Aplicaciones típicas:
– Impresoras 3D, por ejemplo para los ejes X, Y y Z
– Sistemas de posicionamiento en máquinas
– Instalaciones de etiquetado y llenado
– Automatización de laboratorio

Los motores paso a paso son ideales para pares medios y tareas sencillas de posicionamiento. En combinación con un encoder forman un sistema de lazo cerrado de alta precisión.

Servomotor

Un servomotor combina un motor, sensores y una regulación. La realimentación de la posición real, por ejemplo mediante un encoder, permite al sistema reaccionar con precisión a las desviaciones y corregir los movimientos dinámicamente.
Aplicaciones típicas:
– Ejes de robots
– Sistemas de fresado y láser
– Máquinas de envasado de alta velocidad
– Máquinas herramienta de alta precisión

Los servoaccionamientos son muy precisos y dinámicos, pero también complejos y costosos de adquirir.

Motor eléctrico: diferencias a simple vista

• Motores DC: fáciles de regular, pero sujetos a desgaste en las versiones con escobillas
• Motores AC: robustos, duraderos, menos precisos sin tecnología adicional
• Motores paso a paso: ideales para posicionamientos sencillos y precisos
• Servomotores: mayor precisión en movimientos complejos
• BLDC: eficientes, sin mantenimiento y adecuados para funcionamiento continuo

La elección depende de la aplicación, la carga, la regulación deseada y las condiciones económicas.

iseCONTROL – el control adecuado para motores eléctricos

iseCONTROL se ha desarrollado para aplicaciones industriales con motores paso a paso. El controlador admite micropasos, conexión de encoders y comunicación mediante PROFINET y PROFIBUS. Permite movimientos precisos sin la complejidad de los servosistemas tradicionales.

Gracias a su configuración flexible, iseCONTROL es adecuado para numerosos diseños de máquinas, especialmente máquinas de serie en las que son esenciales la construcción compacta, la fiabilidad y una puesta en marcha sencilla.

Nuestros EG2-Box y EK2-Box son ejemplos prácticos: se utilizan como controladores de marcado, por ejemplo en máquinas de marcado por punzón de Borries.

Conclusión

El motor eléctrico es un componente esencial de la tecnología moderna. Acciona máquinas, dispositivos e instalaciones de producción completas de forma fiable y eficiente, con poco mantenimiento.

Existen muchas variantes, desde motores DC sencillos y máquinas AC hasta servoaccionamientos de alta precisión. Cada diseño tiene su aplicación ideal y, con un controlador adecuado como iseCONTROL, puede desarrollarse una solución inteligente.

Los motores eléctricos ponen la tecnología en movimiento. Para controlar ese movimiento se necesitan los conocimientos adecuados y el sistema correcto.