Los motores son máquinas rotativas que transforman energía eléctrica en mecánica, están formados físicamente por dos partes; una fija, denominada estator, y otra móvil respecto a la anterior, denominada rotor, además existe entre ambas partes con el fin de permitir el movimiento, un espacio de aire llamado entrehierro.

En la imagen podemos apreciar el despiece parcial de un motor que emplea Märklin en algunas de sus locomotoras, llamado de “cinco polos”, ya que faltan por ejemplo las resistencias, escobillas, etc.

Una vez nuestra locomotora esta en la vía, aplicamos la corriente que llega al cabezal del motor desde la vía a través de los cables, siguiendo su camino por las escobillas que presionan las delgas del colector y pasando al bobinado por los conductores que salen de cada delga, donde se produce un campo magnético que interactúa con el campo magnético que produce el imán (o la bobina según el caso).
Como consecuencia se originará una fuerza que hará que gire el inducido, y por lo tanto el eje del motor, transmitiendo ese movimiento mediante el piñón engastado en el eje a la cascada de engranajes, haciendo girar el eje de tracción de la locomotora.
El movimiento del rotor se produce por culpa del siguiente efecto físico, que voy a explicar lo más simplificado posible a costa de parecer poco real el ejemplo, quédense con la idea general.
Tenemos un campo magnético, que es una zona espacial en donde se producen fenómenos de atracción y repulsión magnética, generado por las piezas de hierro que forman dos semicírculos alrededor del rotor más el imán o bobina. Se habla de zapatas polares ya que los semicírculos corresponden a los polos norte (-) y sur (+).

La corriente al atravesar el hilo conductor del bobinado, cuando los extremos de los conductores (1 y 2 que unen las delgas con el bobinado situados en las ranuras de la armadura) se encuentren debajo de una zapata polar, genera en sus inmediaciones un campo magnético que interactúa con el campo magnético que produce el imán, creando fuerzas opuestas en los conductores 1 y 2 (si por un hilo conductor circula una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético, si va a inducir sobre el campo magnético una fuerza).
Esto es debido a que el sentido del flujo de corriente es opuesto en los extremos de los conductores, en uno entra corriente (+) y en otro sale (-) a través de las escobillas apoyadas en las delgas, y a su vez cada extremo tiene la misma polaridad que la zapata polar con la que está interactuando en ese momento con lo que se producen sendas fuerzas de repulsión en ellos (polos opuestos se atraen, polos idénticos se repelen). Ambas fuerzas forman en conjunto lo que llamamos un par de giro, por el cual el rotor empieza a moverse llegando el instante en que los conductores, en su movimiento giratorio, se encuentran en posición paralela a las zapatas polares.
Una vez se encuentran en esa posición, el par de giro desaparece porque los dos campos magnéticos de los conductores están en una zona neutra donde no hay fuerzas de atracción o repulsión, y es en este momento cuando el colector provoca la inversión del sentido de flujo de corriente (cambia la polaridad de los conductores) mientras el rotor sigue girando por la inercia. La parte que estaba bajo la influencia del polo norte entra en el campo de influencia del polo sur y viceversa, volviendo a crearse otro par de giro. La alternancia de esos pares de giro con las inversiones de flujo generan continuamente las rotaciones completas del rotor, produciéndose el movimiento del eje del motor.
Cosa que no ocurriría sin el colector (también denominado conmutador), si no hay inversión de flujo el rotor oscilaría unas cuantas veces para acabar quedándose inmóvil en la zona muerta al no cambiar la polaridad en los conductores. Por lo tanto creo que no hace falta decir que el conmutador es un elemento muy importante en el motor, sin él no hay movimiento. Para garantizar que un motor gire como mínimo su colector tiene que tener tres delgas, ya que si sólo hubiera dos el rotor no podría iniciar el giro al quedar en posición perpendicular a las fuerzas magnéticas del imán, por eso dije en el ejemplo anterior que era poco real porque tiene un colector con dos delgas, pero para poder simplificar la explicación facilitando la comprensión del funcionamiento, hice esa pequeña “trampa”.

A continuación podemos ver los esquemas de un motor de “tres” polos y otro de “cinco” polos, mal denominados, por eso pongo las comillas, porque en realidad estos tipos de motores sólo tienen dos polos (los del imán o bobina), “tres” y “cinco” en realidad se refieren al número de ranuras que tienen las láminas ferromagnéticas de la armadura del rotor.

Como curiosidad, cuanto mayor sea el número de láminas ferromagnéticas que forman la armadura, mayor será el número de revoluciones que pueda alcanzar el motor. Y cuanto mayor sea la longitud del hilo conductor del devanado, mayor par tendrá el motor.

No existe una fórmula única para rodar un motor, pero para que los motores conserven sus prestaciones óptimas alargando su vida útil, lo que se debe hacer es rodarlo en tandas no muy largas en los dos sentidos de giro, empezando con un voltaje pequeño y a medida que van pasando las tandas ir aumentándolo progresivamente, dejando entre tanda y tanda unos minutos de reposo para que no se caliente en exceso.
Tampoco hay que olvidar, engrasar la locomotora como indica su manual antes de rodarla. Así a medida que se va rodando la locomotora se va a notar que va más fina disminuyendo su ruido al rodar sobre las vías, ya que se van acoplando sus piezas. Particularmente el contacto de las escobillas con el conmutador que es donde más se nota el rendimiento del motor, un mal contacto repercute en unas prestaciones malas y en un posible daño del conmutador.
El conmutador se puede estropear por distorsión cuando se calienta, por centrifugación de las delgas, o por la erosión de las ranuras que hay entre las delgas por efecto de las chispas. Así que esto hace que disminuya la potencia y el par disponibles. Un motor más potente tiene más posibilidades de dañarse debido a que tiene más velocidad, y contacta con las escabillas más a menudo. El chisporroteo del motor es normal, pero es más frecuente cuando el motor está sucio.

Estos dibujos muestran el problema de la centrifugación de las delgas, que se produce al ir subiendo el motor de revoluciones, se separan de la pieza de plástico que hace de soporte, pudiendo engancharse con las escobillas y provocando un gripado del sistema, causando así una avería considerable.
Y es que el colector debería estar construido con delgas de material más grueso embutidas en resina de alta calidad en vez de plástico, capaces de aguantar una temperatura superficial más elevada sin deformarse, pero no hay que olvidar que para algunos fabricantes las locomotoras no dejan de ser unos juguetes más o menos conseguidos y parejos con la realidad...en fin.
Aunque los cabezales son buenos al incorporar los porta-escobillas exteriores, ofreciendo la posibilidad de regular la presión que ejercen las escobillas contra el colector mediante muelles, y el cambio fácil de las escobillas.

En la imagen anterior podemos ver las láminas ferromagnéticas de la armadura del rotor (1) por separado, y sobre el eje del rotor (2) y (3).

Aquí se pueden apreciar los puntos de estaño en donde están unidos los conductores que salen de cada delga con el bobinado de la armadura del rotor.

Y por último comentar el mantenimiento simple de un motor, que se centra en la limpieza de este una vez desmontado, ya que algunos sprays de limpieza de motores (de radio control son muy buenos) pueden atacar el plástico de las carrocerías, el epoxi o laca que recubre los hilos de cobre y provocar un cortocircuito, por lo que no deben contener aditivos ni lubricantes, sólo trifluor o tricloroetano, empleando poca cantidad para evitar arrastrar la suciedad a otras partes.
Con una barrita ligeramente abrasiva (tipo goma de borrar) que vende algún fabricante de RC, limpiaremos el conmutador introduciendo la barrita por el porta-escobillas hasta tocar el conmutador. No debe de olvidarse, que el último tratamiento antes de finalizar ha de ser limpiar las escobillas y el conmutador con un líquido de limpieza para no dejar residuos o restos de grasa. Las escobillas se pueden estropear o simplemente desgastarse por la erosión con el colector, en ese caso habría que sustituirlas por unas nuevas retirando las antiguas que están sujetas por los muelles, desplazaremos estos a un lado y procederemos al cambio. Si al observarlas su aspecto es limpio y ligeramente húmedas están bien, se pueden dejar como están o limpiarlas con un algodón en seco. Se procederá a su cambio si: tienen un color azulado o púrpura debido a que se han sobrecalentado, ya que probablemente se habrá quemado el lubricante; tienen un profundo rallado o el área de contacto es irregular ya que si no estropearían el conmutador; y si tienen un desgaste que supone un tercio de su longitud original . Al poner escobillas nuevas se deben realizar un rodaje leve de unos 5 minutos