Un motor de corrent continu o, simplement motor continu o motor de CC, és una màquina elèctrica rotativa que transforma energia elèctrica en forma de corrent continu en energia mecànica mitjançant interaccions electromagnètiques.
Pràcticament tots els motors elèctrics són reversibles, és a dir, poden transformar energia mecànica en energia elèctrica funcionant com a dinamos. Els motors de corrent continu basen el seu funcionament en la llei de Lorentz, també anomenada llei de Laplace quan aquesta és aplicada a un conductor, com és el cas dels motors.
Tipus els motors de corrent continu
Els motors de corrent continu es classifiquen segons la forma com estiguin connectats, a:
- Motor sèrie. La constitució elèctrica del motor sèrie té tots els elements del circuit en sèrie, bobinats induïts i inductors. El motor sèrie es caracteritza per tenir un elevat moment de rotació a l'arrencada i la seva velocitat molt variable segons la càrrega, convertint-lo en un motor poc estable.
- Motor compound. Un motor compound (o motor d'excitació composta) és un Motor elèctric de corrent continu l'excitació del qual és originada per dos bobinats inductors independents; un de disposat en sèrie amb el bobinat induït i un altre connectat en derivació amb el circuit format pels bobinats: induït, inductor sèrie i inductor auxiliar.
- Motor shunt. En aquest tipus de motor elèctric el bobinat inductor principal està connectat en derivació o paral·lel amb el circuit format pels bobinats induït i inductor auxiliar.
Motor elèctric sense escombretes. aquest tipus de motor de corrent continu no requereix contactes elèctrics lliscants (raspalls) a l'eix del rotor per funcionar. La commutació del corrent que circula a les debanades de l'estator i, per tant, la variació de l'orientació del camp magnètic generat per ells, es produeix de forma electrònica.
A més dels anteriors, hi ha altres tipus que són utilitzats en electrònica:
- Motor pas a pas
- Servomotor
- Motor sense nucli
Per què es tulitzen els motors elèctrics de corrent continu?
Els motors elèctrics de corrent continu són especialment indicats per a certes aplicacions. Cada dia són més emprats a nivell industrial.
Aquest tipus de motors ofereixen una àmplia gamma de velocitat, són molt fàcils de controlar i disposen d'una gran flexibilitat de les corbes par-velocitat. També presenten un alt rendiment per a un ampli marge de velocitats. Els motors de correinte continua tenen una elevada capacitat de sobrecàrrega. Aquesta capacitat els fa més apropiats que els motors de corrent altern per a moltes aplicacions.
Aquests motors són idonis per arrossegar màquines que necessitin una àmplia gamma de règims de velocitat amb una precisió. Aquesta característica ha provocat que darrerament aquests motors tinguin més presència en diversos processos industrials.
Els motors de corrent continu s'utilitzen als giradiscs, en equips lectors de CD, i en les unitats d'emmagatzematge magnètic. Aquest tipus de mecanismes utilitzen motors d'imant fix i sense escombretes. Aquests motors proporcionen un eficaç control de la velocitat i un parell d'arrencada elevat.
En l'àmbit de les joguines també se solen seleccionar motors elèctrics de corrent continu.
Un altre significatiu avantatge és la facilitat d'inversió de gir dels grans motors amb elevades càrregues, alhora que són capaços d'actuar de manera reversible, tornant energia a la línia durant els temps de frenada i reducció de velocitat.
En l'aspecte físic solen ser molt petits amb poca contaminació al medi ambient.
Història dels motors elèctrics de corrent continu
A principis del segle XIX es va descobrir la cel·la galvànica. Amb aquest invent va començar tot un procés d'investigacions sobre l'electricitat que acabaria donant com a fruits invents com ara la bateria elèctrica o el motor de corrent continu.
Per poder crear qualsevol tipus de motor de corrent continu es necessitaven alguns components elèctrics. Aquests elements elèctrics van ser desenvolupats per William Sturgeon. Sturgeon va crear el primer electroimant que podia moure més del que pesava. Aquest invent va ser una de les parts indispensables de l'estator del motor. Posteriorment va venir el commutador. El commutador era molt important al primer motor elèctric, ja que va ser l'element que girant invertia periòdicament el sentit del corrent fent possible la continuïtat del moviment al motor.
Gràcies a la invenció d'aquests dos aparells, Sturgeon va poder inventar el primer arcaic motor de corrent continu. Sturgeon va utilitzar un parell d'escombretes conductores i flexibles i aprofitant les seves anteriors invencions el 1832 va muntar la primera màquina capaç de convertir l'energia elèctrica en energia mecànica.
El 1837, Thomas Devenport, va rebre la seva palesa pel motor de corrent continu (US Patent No. 132). La diferència d'aquest motor elèctric és que ja no feia servir commutador per mantenir la continuïtat del cicle. en aquest nou invent feia ús de les escombretes i partia el col·lector aconseguia invertir la polaritat del circuit. Amb aquests canvis el motor era molt més eficient.
El 1860, Antonio Pacinotti va fer una dinamo un amb un col·lector multipartit. Aquesta dinamo permetia el desenvolupament de generadors més fiables i potents. Pacinotti va insistir en la reversibilitat del seu dinamo per funcionar com a motor. Malgrat les millores, els motors encara eren força bàsics i no eren aptes per a un ús industrial.
El 1872, Friedrich von Hefner-Alteneck, va crear el primer rotor de tambor modern. Amb aquest rotor deixava enrere els arcaics rotors en forma de T que se sobreescalfi i tenien poc rendiment. El 1873, Zénobe Gramme, un inventor belga, va descobrir que aplicant corrent al seu generador amb múltiples electroimants creava un motor. El fet d'usar molts electroimans va fer que Gramme fos el creador del primer motor prou eficient per ser usat industrialment. A partir d'aquest moment les innovacions al motor de corrent continu van ser petits retocs per millorar el rendiment lleument.
El motor de corrent continu va ser un motor força usat industrialment, però amb l'aparició dels motors de corrent altern (síncrons i, més actualment, els asíncrons) s'han deixat d'usar. Tot i així encara són màquines útils en moltes aplicacions, en aplicacions de precisió, ja que es pot tenir un control molt precís de la velocitat (a diferència dels motors asíncrons, per exemple, que no giren solidaris al camp inductor) sent així molt útils per a màquines eines programables o braços robòtics.
També són els més usats per a sistemes que requereixen molta potència i no tenen perill de descontrolar-se com a tramvies, trens o metres. Però el camp on són més usats és l'electrònica i electricitat de poc voltatge on són els únics motors que poden ser usats en màquines que els necessitin i vagin amb corrent continu com a robots, ordinadors, discos durs, encara que també s'utilitzen variants com el motor pas a pas o el servomotor.