Motor eléctrico DC cepillado
Un motor eléctrico de CC con escobillas es un motor eléctrico conmutado internamente diseñado para funcionar con una fuente de alimentación de corriente continua y que utiliza una escobilla eléctrica para el contacto .
Los motores con escobillas fueron la primera aplicación comercialmente importante de la energía eléctrica para impulsar la energía mecánica, y los sistemas de distribución de CC se utilizaron durante más de 100 años para operar motores en edificios comerciales e industriales. Los motores de CC con escobillas se pueden variar en velocidad cambiando el voltaje de funcionamiento o la fuerza del campo magnético. Según las conexiones del campo a la fuente de alimentación, las características de velocidad y par de un motor con escobillas se pueden modificar para proporcionar una velocidad constante o una velocidad inversamente proporcional a la carga mecánica. Los motores con escobillas continúan utilizándose para propulsión eléctrica, grúas, máquinas papeleras y trenes de laminación de acero. Dado que las escobillas se desgastan y requieren reemplazo, los motores de CC sin escobillas que utilizan dispositivos electrónicos de potenciahan desplazado a los motores con escobillas de muchas aplicaciones.
Cuando una corriente pasa a través de la bobina enrollada alrededor de un núcleo de hierro dulce situado dentro de un campo magnético externo, el lado del polo positivo recibe una fuerza hacia arriba, mientras que el otro lado recibe una fuerza hacia abajo. De acuerdo con la regla de la mano izquierda de Fleming , las fuerzas provocan un efecto de giro en la bobina, haciéndola girar. Para hacer que el motor gire en una dirección constante, los conmutadores de "corriente continua" hacen que la corriente invierta la dirección cada medio ciclo (en un motor de dos polos), lo que hace que el motor continúe girando en la misma dirección.
Un problema con el motor que se muestra arriba es que cuando el plano de la bobina es paralelo al campo magnético, es decir, cuando los polos del rotor están a 90 grados de los polos del estator, el par es cero. En las imágenes de arriba, esto ocurre cuando el núcleo de la bobina está horizontal, la posición que está a punto de alcanzar en la penúltima imagen de la derecha. El motor no podría arrancar en esta posición. Sin embargo, una vez que se inició, continuaría girando a través de esta posición por impulso.
Hay un segundo problema con este diseño de poste simple. En la posición de par cero, ambas escobillas del conmutador tocan (puentean) ambas placas del conmutador, lo que provoca un cortocircuito. Los cables de alimentación se cortocircuitan entre sí a través de las placas del conmutador y la bobina también se cortocircuita a través de ambas escobillas .(la bobina se cortocircuita dos veces, una vez a través de cada escobilla de forma independiente). Tenga en cuenta que este problema es independiente del problema de no inicio anterior; incluso si hubiera una corriente alta en la bobina en esta posición, todavía habría un par cero. El problema aquí es que este cortocircuito consume inútilmente energía sin producir ningún movimiento (ni siquiera ninguna corriente de bobina). En una demostración alimentada por batería de baja corriente, este cortocircuito generalmente no se considera dañino. Sin embargo, si un motor de dos polos se diseñara para realizar un trabajo real con varios cientos de vatios de potencia de salida, este cortocircuito podría provocar un sobrecalentamiento grave del conmutador, daños en las escobillas y una posible soldadura de las escobillas (si fueran metálicas) al conmutador. Las escobillas de carbón, que se usan con frecuencia, no se soldaban. En cualquier caso, un cortocircuito como este es muy derrochador, agota las baterías rápidamente y,
