¿Qué es un motor de repulsión?

Un motor de repulsión es un tipo de motor eléctrico que está diseñado para proporcionar un alto nivel de par o fuerza de rotación durante el arranque, y para tener la capacidad de invertir fácilmente el sentido de rotación. Es un motor de corriente alterna (CA) que utiliza una serie de escobillas de contacto que pueden tener un ángulo y un nivel de contacto variados para cambiar el par y los parámetros de rotación. Estos motores se usaron ampliamente en los primeros equipos industriales, como las prensas de perforación hasta la década de 1960 que requerían una gran cantidad de fuerza de rotación lenta, y en sistemas de microcontrol, como los motores de tracción en ferrocarriles modelo. A partir de 2011, en su mayoría han sido reemplazados por diseños de motores de inducción menos complejos con controles de circuitos que son más confiables y más fáciles de fabricar y mantener.

El diseño de un motor de repulsión tiene un devanado eléctrico para el estator y el conjunto del rotor y no tiene imanes permanentes para generar un campo electromagnético. Las escobillas eléctricas se colocan sobre el conjunto del rotor a través de un conmutador, y la corriente pasa a través de ellas al rotor mientras está en contacto para arrancar el motor. Una vez que el motor de repulsión alcanza una alta velocidad, los cepillos generalmente se retiran y el motor actúa como un motor de inducción típico. Esto le da al motor de repulsión un alto par a bajas velocidades y un rendimiento estándar del motor a altas velocidades. También se incorpora un mecanismo de cortocircuito en el motor para romper la conexión al conmutador para que pueda funcionar como un motor de inducción y también tener la capacidad de invertir la rotación.

Los inconvenientes del diseño del motor de repulsión incluyen el complejo diseño mecánico de las escobillas de contacto y el hecho de que fue modelado a partir de la funcionalidad temprana del motor de corriente continua (CC). Es un motor monofásico, lo que significa que utiliza corriente alterna que se ejecuta a través de un conjunto de estator con un devanado eléctrico, pero el estator tiene hasta ocho polos magnéticos. El conjunto del rotor se asemeja a la forma en que una armadura está integrada en un motor de CC, por lo que a menudo se la conoce como armadura en los campos de ingeniería, y aquí es donde el conmutador y las escobillas entran en contacto para controlar el par y la dirección de rotación.

La dirección en la que los cepillos se acercan o entran en contacto con el conmutador y, por lo tanto, el rotor, así como su proximidad física al mismo, determina la velocidad del motor al crear un efecto de repulsión con polos magnéticos competidores. La armadura y el estator tienen sus propios conjuntos de polos magnéticos y están compensados ​​por aproximadamente 15 grados eléctricos entre sí, lo que crea un efecto de repulsión magnética que hace que el rotor gire. La ubicación de las escobillas es crítica en la función adecuada del motor de repulsión, porque si las escobillas están en ángulo recto directo con el conjunto del estator, los polos se cancelan entre sí para evitar el flujo magnético y no existe un par de rotación.

Si bien los circuitos eléctricos modernos han reemplazado muchos motores de repulsión con motores de inducción que tienen características de control similares, el motor de repulsión todavía se usa en algunos campos debido a su capacidad para generar una gran cantidad de torque a bajas velocidades. Estas incluyen aplicaciones tales como unidades de prensa de impresión y ventiladores de techo, o sopladores para controles ambientales que tienen conjuntos de ventiladores que giran lentamente. Las variaciones en el diseño original del motor de repulsión incluyen la incorporación de principios de rendimiento de inducción típicos, como el motor de inducción de inicio de repulsión, el motor de inducción de repulsión y el motor de repulsión compensado.