¿Cómo invertir el giro de un Motor de Corriente Continua?

 Inversión de Giro de un Motor de CC

En este apartado se expone de manera básica la inversión de giro para motores de corriente continua a bajo voltaje, es decir, motores que funcionan desde 3.3v, 5v, 8v, 12v, 15v, menores a 20v.

La idea del apartado se puede aplicar a motores mayores a 100 volts de alimentación en corriente continua, sin embargo, no se hará en este apartado debido a que debemos incursionar en temas de electrónica de potencia.

El consumo de corriente de estos motores es mayor por lo que los circuitos deben de ser capaces de aguantar el flujo de corriente que circula a través de ellos o de lo contrario, se quemaran los componentes.

En otro apartado diseñaremos un control para motores de corriente continua de mayor voltaje.

Para poder entender como funciona el giro inverso en los motores de CC, es simplemente saber que estos tiene una polaridad positiva y negativa, por lo que al invertir la alimentación girara en sentido contrario.

Internamente el embobinado junto con el imán provocan una campo magnético donde el flujo magnético a punta hacia un lado, al modificar la polaridad el campo magnético a punta en sentido inverso y por lo tanto el motor girara en sentido contrario.

En el diagrama 01 muestra de manera manual como podemos poner dos interruptores y al cerrar uno este conducirá haciendo girar el motor. Del mismo modo al cerrar el otro interruptor girara en otro sentido.

Diagrama 01: Se activa manualmente por S1 y S2

Para este circuito en particular los voltajes iniciales son +5 volts y -5 volts, posterior para cerrar el circuito se conecta a tierra.

Sera necesario emplear una fuente simétrica.

Para el diagrama 02 se tienen 4 interruptores de manera manual donde los voltajes tanto positivo como negativo seguirán caminos independientes, esto se debe al cerrar un interruptor paralelo al otro.

Diagrama 02: Conexión tipo puente modo manual

Si activamos solo S1 y S4 el motor girara a la derecha.

Si activamos solo S2 y S3 el motor girara a la izquierda.

Ahora veremos en el diagrama 03 donde se emplean transistores que permitirán el paso de corriente controlada por una señal eléctrica.

Este circuito permita ya el control a través de electronica digital enviando un señal baja o alta, traducido al lenguaje binario sera esta de 0 y 1.

Diagrama 03: Motor de CD controlado por transistores PNP y NPN

En el punto azul sera necesario agregar una señal. La manera en que funciona es que al conectar el circuito este comenzara a girar debido al paso del transistor PNP, si estuviera un interruptor y se activara de manera manual. 

Al NO presiona el interruptor el motor estaría girando hacia un sentido, cuando SI se presionara el botón, el transistor NPN abrirá paso al flujo de corriente, provocando que el transistor PNP no permita mas el paso y el motor comenzara a girar en sentido contrario.

Esto mismo se pueda aplicar por una compuerta o un microcontrolador al enviarle una señal en estado alto o bajo.

Para el diagrama 04 la conexión en puente es controlada por otro par de transistores que al enviarle una señal en cualquiera de los dos puntos azules, este girara de un lado o hacia el otro.

La diferencia con el diagrama 03 es que el voltaje negativo se ha eliminado, por lo que la alimentación ya no sera a través de una fuente simétrica, ahora solo con un voltaje positivo es posible controlar el giro del motor.

Diagrama 04: Motor sin alimentación negativa y control de giro independiente

En el diagrama 05, se presenta un circuito muy básico donde solo al cambiar la polaridad a las terminales del motor, este puede girar a la derecha o a la izquierda.

Diagrama 05: Alimentación básica polarizada para un motor de CC

Del mismo modo en el diagrama 06 con baterías o fuentes de alimentación independientes y a través de dos interruptores que permiten el paso de corriente en sentido a la derecha o a la izquierda. Este se puede conectar sin necesidad de estar invirtiendo la fuente para que cambie de giro como en el diagrama 05. 

Diagrama 06: Alimentación independiente con interruptores para cada giro

Finalmente los "circuitos mas complejos" para la inversion de giro, se muestran en el diagrama 07 y diagrama 08, la conexion conocida mejor como "puente H", permite que el motor acople un sentido de giro eficiente, por un lado la apertura e inyeccion de los transisitores PNP y NPN, el uso de diodos rectificadores para desacoplar la carga inductiva del motor, asi como, una sola alimentacion positiva y tierra para cerrar el circuito electrico.

Gobernado por dos señales independientes para girar a la izquierda y a la derecha, con sus respectivas resistencias para controlar el flujo de corrinte hacia los transistores. 

Diagrama 07: Configuración "Puente H" 

Al igual que al anterior puente H, el siguiente diagrama 08, permite una mayor protección de polarizaron debido a que los diodos cruzados en serie permiten que el flujo de corriente no retorne, en caso de que la inductancia del motor, quede cargada o se haga de inmediato un cambio brusco de giro, la energía almacenada en el motor tiende a tierra para polarizar de inmediato el motor.

Diagrama 08: Configuración "Puente H" con mayor conmutación

En este apartado hemos expresado las formas en que se puede conectar un motor de corriente continua, por lo que sabemos que en el mercado hay circuitos integrados que te permiten realizar la misma función. Sin embargo, cabe mencionar que la ser circuitos integrados muchas veces por el uso constante y la generación de calor según sea el caso y uso de la carga del motor, tienden a rendir menos, la ventaja de estos circuitos es que de manera independiente se puede sustituir un componente pasivo dañado, su disipación de calor no satura a otros componentes y quizá el coste de reparación es mas bajo que cambiar todo un circuito integrado de mayor coste.

¡Hasta Pronto!