Las escobillas se utilizan en dos tipos principales de motores: motores de CC y motores síncronos de gran tamaño, denominados motores síncronos de rotor bobinado. Hay un tercer caso en el que se utilizaron escobillas, el motor de inducción de rotor bobinado que está obsoleto desde hace muchos años. En el caso del motor de CC, las escobillas transfieren corriente al rotor a través del conmutador. En el caso del motor síncrono de CA, las escobillas transfieren la corriente al rotor a través de anillos deslizantes, que conducen la corriente pero no realizan ningún tipo de función de conmutación, como lo hace un conmutador.
En general, una máquina de tipo cepillo tiene un campo magnético permanente en el estator y un rotor de campo devanado. En este caso, la única forma es usar un conmutador mecánico en el rotor para convertir el devanado del rotor bobinado de CA en CC. Por lo general, así es como funcionan las máquinas de corriente continua tipo escobilla.
El problema con tales máquinas es que la inercia del devanado del rotor se vuelve grande y en aplicaciones que requieren altas tasas de aceleración es preferible tener rotores con baja inercia (como en la industria de máquinas herramienta). En este caso es mejor tener los imanes permanentes ubicados en el rotor y el devanado en el estator. El problema aquí, por supuesto, es que un conmutador no funcionará como lo hace en el rotor.
Entonces, la alternativa es usar electrónica de potencia para crear un campo magnético giratorio en el estator que está sincronizado con el del rotor y, de hecho, se convierte en un conmutador electrónico en lugar de mecánico y, por lo tanto, el término motor SIN ESCOBILLAS.
En una máquina BRUSH DC, el conmutador hace que el campo magnético del rotor se vuelva pseudoestacionario, mientras que en una máquina BRUSHLESS DC, el campo magnético del devanado del estator gira en sincronismo con el del rotor. Esta es la principal diferencia entre los dos.
Los cepillos son una molestia. Tienen que transportar grandes cantidades de corriente y soportar altas temperaturas. En el caso de los motores de CC, también tienen que tolerar muchos arcos (chispas) bajo ciertas condiciones.
El mejor tipo de material de cepillo en la mayoría de los casos resultó ser el carbono. La fabricación de escobillas de carbón fue una tecnología muy desarrollada del siglo pasado, con todo tipo de ingeniosas fórmulas secretas y técnicas secretas de preparación y tratamiento de superficies.
Pero incluso las mejores escobillas de carbón se desgastan con el tiempo. Al hacerlo, arrojan diminutas partículas de carbono, que son conductoras. Estas partículas tendían a meterse en todo y causar problemas. Es por eso que se usan cada vez menos en estos días.
Había algunas alternativas a las escobillas de carbón que se usaban en motores y generadores muy grandes, estas eran muy caras.
Existía incluso una técnica que utilizaba un metal líquido como pincel en determinados casos. El mercurio fue el metal que se usó con más frecuencia en este caso, pero vino con algunas dificultades graves, entre las cuales se encontraba que es altamente tóxico y se evapora fácilmente a altas temperaturas, como se vería en condiciones de arco (chispa).
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