No cabe duda que los vehículos eléctricos se está desarrollando de forma acelerada. Es mucha la tecnología que está en desarrollo para mejorar la eficiencia de estos motores. Sin embargo, no son muchas las personas que conocen cómo funciona un motor eléctrico.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte cómo funciona un motor eléctrico, cuáles son sus piezas y ventajas en su uso.
Vehículos eléctricos
Pocas piezas móviles, funcionamiento sencillo y fiable, sin necesidad de refrigeración o caja de cambios tradicional. Durante varios años, los coches eléctricos han estado en la boca de todos. Esta fue una de las modificaciones más avanzadas de la época, porque el primer automóvil a batería fue inventado por Robert Anderson en 1839. Sin embargo, no saben mucho sobre cómo funcionan realmente los coches eléctricos.
Tesla se jactó de que los únicos depósitos que los propietarios de automóviles deben reponer son los depósitos de limpiaparabrisas y líquido de frenos. Esto se debe a que el motor eléctrico de un automóvil no genera suficiente calor para requerir un sistema de enfriamiento tradicional, no necesita lubricar partes móviles, no tiene caja de cambios con embrague tradicional, y también requiere un líquido específico para asegurar su integridad y control de temperatura.
Partes de un motor eléctrico
Antes de comprender el principio de funcionamiento de un motor de automóvil eléctrico, necesitamos saber cuáles son sus componentes, porque no podemos encontrar pistones, cilindros, cigüeñales o sistemas de escape, solo por nombrar algunos. Los componentes del sistema eléctrico se dividen en cuatro grandes grupos: cargador de a bordo, batería, convertidor y motor en sí. Juntos, son los encargados de convertir la energía eléctrica que cargamos en la batería a través de la entrada de carga móvil en las ruedas. Este es el papel de cada componente:
- Cargador embarcado: Se encarga de convertir la energía eléctrica del punto de carga AC en corriente continua y acumularla en la batería.
- Convertidor: encargado de convertir la energía de DC a AC y viceversa, dependiendo de si estamos acelerando o desacelerando. También es responsable de controlar el motor de acuerdo con la solicitud del conductor.
- Motor eléctrico: convierte la energía eléctrica en movimiento. En la fase de desaceleración, puede recuperar energía de frenado, convertir energía cinética en energía eléctrica y almacenarla en la batería, es decir, frenado regenerativo.
- Batería: Es un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica compuesto por pequeñas baterías. Es el depósito de combustible de un coche eléctrico.
Cómo funciona un motor eléctrico
Dentro del motor tenemos un estator, que es una parte estática del motor, así como diferentes devanados, la corriente que pasa por estos devanados generará un campo magnético giratorio en el estator. En el centro, encontramos un rotor, que es una parte móvil que contiene un campo magnético fijo. El campo magnético giratorio en el estator tira y gira el campo magnético fijo del rotor. Este, a su vez, hace girar las ruedas de un coche eléctrico a través de una serie de engranajes, generando así movimiento.
También es interesante comprender cómo los vehículos eléctricos gestionan la energía en las diferentes etapas de su uso. Encontramos dos fases diferentes, la fase de aceleración y la fase de desaceleración, que son controladas directamente por el conductor.
En ambos casos, a diferencia del motor térmico, el motor eléctrico puede ingresar energía para producir movimiento o convertir energía cinética (movimiento) en energía eléctrica para cargar la batería.
- Fase de aceleración: En la fase de aceleración, la energía eléctrica en forma de corriente continua se transfiere de la batería al convertidor, y el convertidor se encarga de convertir esta energía eléctrica de corriente continua a corriente alterna. Este llega al motor, que mueve el rotor a través del sistema explicado anteriormente, y finalmente se convierte en el movimiento de las ruedas.
- Fase de desaceleración: En esta fase, el movimiento se invierte. Esta fase comienza con las ruedas, y las ruedas están en movimiento después de que finaliza la fase de aceleración, es decir, cuando levantamos los pies del acelerador. El motor genera resistencia y convierte la energía cinética en corriente alterna, que se convierte nuevamente en corriente continua a través de un convertidor y luego se almacena en la batería. Este proceso también ocurre durante el frenado regenerativo de los vehículos eléctricos.
Tipos
Una vez conocemos cómo funciona un motor eléctrico, vamos a ver cuáles son los tipos principales que existen:
Motor de corriente continua (CC): se utiliza en situaciones en las que es importante poder ajustar continuamente la velocidad del motor. Este tipo de motor debe tener el mismo número de polos en el rotor y el estator y la misma cantidad de carbono. Los motores de CC se pueden dividir en tres tipos:
- Serie
- Paralelo
- Mixto
Motores de corriente alterna (CA): estos son motores que funcionan con corriente alterna. El motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerza de rotación mediante la interacción del campo magnético.
Ventajas de un motor eléctrico
Son muchas las ventajas que otorga el uso de un motor eléctrico frente a uno convencional. Vamos a enumerar cuáles son las principales ventajas:
- La ausencia de emisión de gases.
- El funcionamiento silencioso.
- La facilidad de manejo.
- La posibilidad de recargarlo en cualquier toma corriente.
- La posibilidad de recargarlo con energías renovables, (energía eólica y energía solar).
- La opción de motor con escobillas de corriente continua.
- Motores con escobillas CC, que puede tener campo bobinado o con imanes permanentes.
- El motor de inducción, que es bastante simple y muy eficiente.
- La mayoría de los motores eléctricos puede ofrecer grandes potencias por tiempos cortos.
- Los sistemas para vehículos eléctricos son los que tienen la posibilidad de tener freno regenerativo Star&Stop, (que permiten aprovechar la energía que se pierde normalmente en los frenados)
Pero el mejor motor eléctrico, es un trifásico de inducción y controlador electrónico con frenado regenerativo. Un motor que según ellos, puede lograr una excelente autonomía y unas emisiones contaminantes prácticamente nulas.
Como pueden ver, aprender cómo funciona un motor eléctrico puede garantizar la expansión del uso de esta tecnología revolucionaria. Espero que con esta información puedan conocer más sobre cómo funciona un motor eléctrico.