Uso y función del anillo colector y el cepillo en el motor de inducción

El anillo colector y el cepillo en el motor de inducción se utilizan principalmente en el motor de inducción con rotor bobinado, en lugar del motor de inducción con rotor jaula. En el motor de inducción con rotor bobinado, el uso y la función del anillo colector y el cepillo incluyen principalmente los siguientes aspectos:

Anillo colector

El anillo colector es un anillo metálico fijado al eje del motor, generalmente hecho de cobre. El número de anillos colectores depende del diseño del motor y suele ser el mismo que el número de fases en las bobinas del rotor. Las principales funciones del anillo colector son las siguientes:

• Transferencia de potencia: El anillo colector permite que un resistor o controlador externo haga una conexión eléctrica con las bobinas del rotor a través de una conexión a un circuito externo, cambiando así la resistencia de las bobinas del rotor.

• Rotación mecánica: El anillo colector gira con el rotor del motor para asegurar que se mantenga un buen contacto con el cepillo mientras el rotor está girando.

Cepillo eléctrico

Los cepillos son componentes de carbón o grafito metálico instalados en la carcasa del motor, que están en contacto con el anillo colector y transmiten corriente. Las principales funciones del cepillo son las siguientes:

• Conexión conductora: El cepillo mantiene el contacto con el anillo colector, formando una vía conductora que permite al circuito externo establecer una conexión eléctrica con la bobina del rotor.

• Compensación de desgaste: Debido a la fricción entre el cepillo y el anillo colector, el cepillo está diseñado como una pieza reemplazable para compensar el desgaste y asegurar un buen contacto durante un largo período de tiempo.

El principio de funcionamiento del motor de inducción con rotor bobinado

La bobina del rotor del motor de inducción con rotor bobinado puede conectarse con el circuito externo, a través del anillo colector y el cepillo, y puede conectarse a un resistor externo o a un dispositivo de regulación de velocidad. El propósito de esto es principalmente mejorar el rendimiento de arranque o lograr el control de velocidad:

•  Mejora del rendimiento de arranque: Durante el arranque, los resistores externos conectados por anillos colectores y cepillos pueden aumentar la resistencia de las bobinas del rotor, lo que aumenta el par de arranque y reduce la corriente de arranque. Una vez que el motor acelera a una velocidad suficientemente alta, la resistencia externa puede cortocircuitarse o reducirse gradualmente para restaurar el estado operativo normal del motor.

• Control de velocidad: Ajustando la resistencia externa de la bobina del rotor, se puede cambiar la velocidad de funcionamiento del motor. Este método se llama regulación de velocidad por resistencia del rotor.

Ventajas

• Aumento del par de arranque: El par de arranque puede aumentarse significativamente aumentando la resistencia del rotor.

• Reducción de la corriente de arranque: La corriente de arranque puede controlarse eficazmente para reducir el impacto en la red.

• Capacidad de control de velocidad: Se puede lograr cierto grado de control de velocidad a través de la resistencia externa.

Desventajas

• Aumento de la complejidad:En comparación con el motor de inducción con rotor jaula, el motor de inducción con rotor bobinado tiene componentes adicionales como anillos colectores y cepillos, lo que hace que la estructura del motor sea más compleja.

• Necesidades de mantenimiento: los anillos colectores y los cepillos necesitan ser revisados y reemplazados regularmente, lo que aumenta los costos de mantenimiento.

• Pérdida de eficiencia: Aumentar la resistencia del rotor resultará en una cierta pérdida de eficiencia.

Escenario de aplicación

Los motores de inducción con rotor bobinado se utilizan comúnmente en aplicaciones donde se requiere un gran par de arranque o se necesita un control de velocidad, como en aplicaciones industriales tales como equipos de arranque pesado, grúas y poleas.

Resumen

El anillo colector y el cepillo desempeñan un papel clave en la conexión de la bobina del rotor con el circuito externo en el motor de inducción con rotor bobinado, a través del cual se puede optimizar el rendimiento de arranque del motor y lograr el control de velocidad.