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En electricidad, frecuentemente es necesario estableceruna conexin elctrica entre una parte fija y una parterotatoria en un dispositivo. Es el caso de los motores ogeneradores elctricos, donde hay que establecer unaconexin de la parte fija de la mquina con las bobinas delrotor.
Para realizar esta conexin se fijan en el eje de giro dosanillos, generalmente de cobre, aislados elctricamentede dicho eje y conectados a los terminales de la bobina
rotatoria. Enfrente de dichos anillos se disponen unosbloques de carbn que, mediante unos resortes, hacenpresin sobre ellos estableciendo el contacto elctriconecesario. Estos bloques de carbn se denominanescobillas y los anillos rotatorios reciben el nombre decolector.
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En determinado tipo de mquinaselectromagnticas, como los motores ogeneradores de corriente continua, los anillosdel colector estn divididos en dos o mspartes aisladas unas de otras y conectadas auna o ms bobinas. En este caso cada una delas partes en que est divido el colector sedenomina delga.
Dado que, por el roce, al girar el dispositivo seproduce un desgaste por abrasin, lasescobillas deben ser sustituidasperidicamente. Por este motivo se haninventado los motores elctricos sin escobillas.
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Un motor elctrico sin escobillas o motorbrushless es un motor elctrico que no empleaescobillas para realizar el cambio de polaridad
en el rotor. Los motores elctricos solan tener un colector
de delgas o un par de anillos rozantes. Estossistemas, que producen rozamiento,disminuyen el rendimiento, desprenden calor yruido, requieren mucho mantenimiento ypueden producir partculas de carbn quemanchan el motor de un polvo que, adems,puede ser conductor.
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Los primeros motores sin escobillas fueron
los motores de corriente alterna asncronos.
Hoy en da, gracias a la electrnica, semuestran muy ventajosos, ya que son ms
baratos de fabricar, pesan menos y
requieren menos mantenimiento, pero su
control era mucho ms complejo. Estacomplejidad prcticamente se ha eliminado
con los controles electrnicos.
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El inversor debe convertir la corriente alterna encorriente continua, y otra vez en alterna de otrafrecuencia. Otras veces se puede alimentardirectamente con corriente continua, eliminadoel primer paso. Por este motivo, estos motoresde corriente alterna se pueden usar enaplicaciones de corriente continua, con un
redimiento mucho mayor que un motor decorriente continua con escobillas. Algunasaplicaciones seran los coches y aviones conradiocontrol, que funcionan con pilas.
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Otros motores sin escobillas, que slo
funcionan con corriente continua son los que
se usan en pequeos aparatos elctricos debaja potencia, como lectores de CD-ROM,
ventiladores de ordenador, cassetes, etc. Su
mecanismo se basa en sustituir la
conmutacin (cambio de polaridad)mecnica por otra electrnica sin contacto.
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En este caso, la espira slo es impulsadacuando el polo es el correcto, y cuando no lo
es, el sistema electrnico corta el suministrode corriente. Para detectar la posicin de laespira del rotor se utiliza la deteccin de uncampo magntico. Este sistema electrnico,
adems, puede informar de la velocidad degiro, o si est parado, e incluso cortar lacorriente si se detiene para que no sequeme.
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Tienen la desventaja de que no giran al
revs al cambiarles la polaridad (+ y -). Para
hacer el cambio se deberan cruzar dosconductores del sistema electrnico.
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Un sistema algo parecido, para evitar este
rozamiento en los anillos, se usa en los
alternadores. En este caso no se evita el usode anillos rozantes, sino que se evita usar
uno ms robusto y que frenara mucho el
motor. Actualmente, los alternadores tienen
el campo magntico inductor en el rotor, queinduce el campo magntico al estator, que a
la vez es inducido.
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Como el campo magntico del inductor
necesita mucha menos corriente que la que
se va generar en el inducido, se necesitanunos anillos con un rozamiento menor. Esta
configuracin la usan desde pequeos
alternadores de coche hasta los
generadores de centrales con potencias delorden del megavatio.
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