miércoles, 2 de marzo de 2011

Motores de DC


MOTORES ELÉCTRICOS DE CD
(información de la red)


INTRODUCCIÓN

El motor es un elemento imprescindible en la mayoría de los sistemas de control, por tanto es importante conocer su forma de trabajo y sus propiedades para poder elegir el modelo más adecuado. Básicamente, el motor eléctrico se encarga de transformar la energía eléctrica que se le aplica en energía mecánica, por medio de un proceso electromagnético.

El funcionamiento de un motor se basa en las propiedades magnéticas de la corriente eléctrica y la posibilidad de crear, a partir de ellas, unas determinadas fuerzas de atracción y repulsión encargadas de actuar sobre un eje y generar un movimiento de rotación.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO


El principio de funcionamiento del motor se basa en la Ley de Faraday que indica que "en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético de un imán se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento". Por tanto si se introduce una espira, con los extremos conectados a una determinada resistencia, en el interior de un campo magnético y se le aplica una determinada tensión exterior, se producirá la circulación de una corriente por dicha espira y ésta comenzará a girar.


http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/fisica/applets/Fendt/physesp/emotoresp.htm



Se utilizan principalmente siempre que es necesario un ajuste continuo de velocidad, algunos casos son: prensas de imprimir, ferrocarriles eléctricos, ascensores para impulsar motores de combustión interna, etc., se fabrican de potencia comprendida entre 1/100 de caballo y varios miles de caballos. En la figura 1, se muestra el aspecto exterior de un Motor típico de Corriente Continua.


Las partes principales de los motores de corriente continua son:

EI Inducido o Parte Giratorio.

Los Polos Inductores con la Carcaza.

Los Escudos o Tapas.

El Puente de los Portaescobillas.

Cada parte se muestra en las siguientes figuras:

 

(figura 1.3).Inducido de motor de corriente continua, provisto del bobinado

Motor en Serie


En un motor serie, el flujo del campo es una función de la corriente de la carga y de la curva de saturación del motor. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga, el flujo disminuye y la velocidad aumenta. La rata de incremento de velocidad es pequeña al principio pero aumenta a medida que la corriente se reduce. Para cada motor serie, hay una mínima carga segura determinada por la máxima velocidad de operación segura.

El comportamiento básico de un motor DC serie se debe al hecho de que el flujo es directamente proporcional a la corriente del inducido al menos hasta llegar a la saturación. Cuando se incrementa la carga del motor, también aumenta su flujo.

Hay solo una forma eficiente de variar la velocidad de un motor DC serie: cambiar el voltaje en las terminales del motor.

Tiene el devanado de campo inductor conectado en serie con el inducido o devanado de la armadura, como se muestra en la figura siguiente:

La fuerza del campo, varía de acuerdo con las modificaciones de la intensidad en el inducido. El motor gira con mucha lentitud con cargas pesadas y a gran velocidad con cargas livianas.
Las principales características de este motor son:
- Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente contínua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.
- La potencia es casi constante a cualquier velocidad.
- Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz, estabilizandose la intensidad absorbida.
CORRIENTE: La corriente es alta
En un motor DC serie, la corriente del inducido, la corriente de campo y la corriente de línea son iguales.

TORQUE: El torque es alto

REGULACION: No hay regulación

CONEXIÓN: La armadura va en serie con el campo. Alimentamos por los extremos de la armadura y el campo.

INVERSION DE GIRO: Para realizar la inversión de giro debemos invertir la armadura, nunca el campo.

RESISTENCIA: Baja

Motor en derivación o shunt


El motor shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande.En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación.
En un motor shunt, el flujo es constante si la fuente de poder del campo es fija. Asuma que el voltaje de armadura Et es constante. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga a sin carga, la velocidad debe aumentar proporcionalmente de manera que la fuerza contra electromotriz Ec aumentará para mantener la ecuación en balance. A voltaje nominal y campo completo, la velocidad del motor shunt aumentará 5% a medida que la corriente de carga disminuya de plena carga a sin carga. La reacción de armadura evita que el flujo de campo permanezca absolutamente constante con los cambios en la corriente de la carga. La reacción de armadura, por lo tanto causa un ligero debilitamiento del flujo a medida que la corriente aumenta. Esto tiende a aumentar la velocidad del motor. Esto se llama “inestabilidad” y el motor se dice que está inestable.
Caracteristicas
-       Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye mas que ligeramente cuando el par aumenta.
-        Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo).
-        El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente continua
-       CORRIENTE: La corriente es baja
TORQUE: No hay
REGULACION: La regulación es buena
CONEXIÓN: Conectamos la armadura en paralelo con el campo. Alimentamos por los extremos del campo o la armadura ya que los extremos de ambos corresponden al mismo punto.
INVERSION DE GIRO: podemos invertir el sentido de giro en el campo y en la armadura.
RESISTENCIA: La resistencia es alta.



El devanado del campo está conectado directamente con la línea de alimentación y por lo tanto, es independiente de las variaciones de carga y de la corriente en el inducido. Como se muestra en la figura 1.5.

Figura 1.5


La velocidad del motor shunt solo varía levemente con los cambios de carga y su fuerza de arranque, no es tan grande como en otros tipos de motores de corriente.


Motor en serie-paralelo (compuesto)
Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un Motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar.Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo.
Caracteristicas electricas
-       Provee una característica de velocidad que no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, ni tan “suave” como la de un motor serie.
-       Un motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo; la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga.
-       Los motores de corriente continua compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de par constante para un rango de velocidades amplio.
-       El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie.
-       El motor da un par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo serie con un valor de carga igual que el del inducido.
-       Cuantos más amperios pasan por el inducido mas campo serie se origina claro esta siempre sin pasar del consumo nominal.

Está constituido por un juego de bobinados de campo o inductor conectado en serie con el inducido, mientras que el otro juego lo está en paralelo.  Como se muestra en la figura 1.6.

figura 1.6

El motor compound tiene una velocidad bastante constante, con excelente fuerza de arrastre en cargas pesadas.


Ejemplo  de un motor de V.C.C. DE 25 H.P.


 
Regularización de la velocidad

La velocidad del motor de corriente continua puede modificarse mediante, una resistencia variable (reostato) conectado en serie con la bobina de campo o en serie con el inducido. La mayor resistencia del circuito de campo en paralelo, aumenta la velocidad del motor. La mayor resistencia del circuito del inducido, disminuye la velocidad.

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