¿Qué hacen los cepillos de un motor?

Si ha visto chispas a través de las rejillas de ventilación del motor en un taladro eléctrico, ha visto cepillos de motores eléctricos en el trabajo. El arco se produce porque la electricidad se conduce desde la parte no giratoria del motor, o estator, hasta la armadura, que es la parte que gira. Los cepillos son la parte del estator de un motor eléctrico que conduce la corriente eléctrica al rotor.

Los cepillos se mantienen en su lugar mediante portaescobillas, que contienen el cepillo y un resorte. El resorte presiona el cepillo contra el conmutador con fuerza suficiente para proporcionar un buen contacto eléctrico mientras evita demasiada fuerza que podría causar un desgaste excesivo. Muchas chispas de una herramienta manual pueden indicar cepillos desgastados.

La corriente alterna invierte su dirección de flujo 60 veces por segundo. Una armadura directamente conectada a esta corriente intentaría hacer lo mismo. El conmutador es un anillo con segmentos conductores y aislantes alternos. Cada segmento conductor está conectado a un devanado de la armadura. La función de los cepillos es conducir electricidad a los segmentos individuales a medida que rotan de un cepillo a otro. Esto permite que el motor gire en una dirección a una velocidad determinada por el número de devanados en la armadura.

Los cepillos para motores de potencia fraccionaria están hechos de una mezcla de carbono y la forma de grafito de carbono conocida como carbono-grafito. Para herramientas de alta velocidad como enrutadores, los cepillos son completamente de grafito debido a su menor fricción. Los motores grandes usan cepillos que son una mezcla de grafito y hasta 50 por ciento de cobre. La composición de un cepillo particular para un motor en una determinada aplicación está determinada por factores tales como la frecuencia de los arranques, la probabilidad de sobrecargas, la vida útil esperada del motor y la presión contra el conmutador.

El porcentaje de corriente perdida entre el cepillo y el conmutador se ve afectado por la calidad del contacto entre los dos. Un buen ajuste entre el cepillo y el conmutador mejora la eficiencia. Además, el conmutador con menos limpieza o arañazos, menos hoyos y menos película es más eficiente.

Dos tipos de desgaste afectan los cepillos: mecánico y eléctrico. En funcionamiento normal, se forma una película de grafito entre el cepillo y el conmutador, lo que reduce el desgaste mecánico. Las irregularidades en la superficie del conmutador y la baja humedad pueden dañar esta película. El desgaste eléctrico es causado por puntos puntuales de alto voltaje que producen las chispas que ve. Cada chispa representa un hoyo diminuto en un cepillo o el conmutador.