motores de corriente continua - Aula Virtual de Bachillerato

BACHILLERATO.
Elctrotecnia
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Motores Corriente contínua
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Introducción
Si conectamos una máquina de corriente continua a una
red del mismo tipo, ésta se transforma en energía
mecánica en el eje.
La máquina de corriente continua que funciona como
motor es exactamente la misma que funciona como
generador, debido al proceso de reversibilidad.
Fundamentalmente, consta de un devanado inductor en
el estator encargado de crear el campo magnético, y de
un devanado inducido en el rotor, donde se genera la
fuerza contrae¡ ectro motriz inducida (E')
Para introducir la corriente en los conductores del inducido se utilizan el colector y las escobillas.
En función del tipo de conexión del devanado inductor con respecto al inducido obtenemos los siguientes tipos de
motores:
o Excitación independiente. Si el inductor y el inducido se alimenta fuentes independientes.
o Excitación en serie. Si los devanados de inductor e inducido están en serie.
o Excitación en derivación. Si el devanado inductor está en paralelo con el devanado del inducido.
o Excitación compuesta. Se compone de dos inductores, de los cuales uno está en serie y el otro en
derivación con el inducido, o seaes una máquina mixta de ambas.
El proceso de conversión de energía es derivado de los principios fundamentales vistos en magnetismo: inducción de
fem y par electromagnetico
Veamos ahora cuál es la expresión de la fuerza contraelectromotriz (E’) y del par interno (Mi).
La fuerza contraelectromotriz viene definida por:
E'= K' · Φ · n
Como podemos ver en la expresión anterior, la E' de un motor de corriene contínua depende:
K'= Constante de la máquina.
Φ= Flujo magnético (Wb).
n = Velocidad (r.p.m.).
Por otro lado, el par interno se representa como:
Mi = K - Ii - Φ.
El par motor interno depende de las siguientes magnitudes:
K= Constante que depende de la máquina.
Ii = Intensidad del inducido (A).
Φ = Flujo magnético (Wb).
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Motor derivación
Como podemos observar en la Figura siguiente, el inductor está alimentado con una tensión constante Ur y
conectado en derivación con el circuito del inducido.
Rd = Resistencia del devanado inductor o de excitación
Ra = Resistencia del devanado inducido
Ia = Corriente inducida
Id = Corriente del inductor o de excitación.
E’ = Fuerza contraelectromotriz del motor.
U = tensión en bornes del motor.
En el caso de excitación independiente, el inductor está alimentado por un fuente distinta a la que se aplica al
inducido, pero las características funcionales son idénticas.
Si nos centramos en el motor derivación:
I=Ia+Id
U=Rd · Id
E’ = U - Ra ·Ia
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Motor serie
En este tipo de motores el inductor está conectado en serie con el inducido, y está recorrido por la misma corriente,
por lo que tendrá que estar diseñado con otras características para que pueda soportar el gran paso de intensidad de
corriente.
Rs = Resistencia del devanado inductor o de excitación
en serie
Ra = Resistencia del devanado inducido
Ia = Corriente inducida
I = Corriente del inductor o de excitación.
E’ = Fuerza contraelectromotriz del motor.
U = tensión en bornes del motor.
Las ecuaciones eléctricas que cumple el circuito son:
I=Id=Ia
U = E'+ (Ra + Rd )·Id
E’=U - I (Rd+Ra)
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Motor Compound
El motor de excitación compuesta es aquel que tiene dos devanados inductores, uno serie y, por tanto, colocado en
serie con el inducido, y otro derivado, conectado en paralelo con la agrupación de inducido e inductor serie.
Se pueden distinguir dos tipos de máquina compuesta en función de la conexión:
Compound larga. En este caso la corriente por el devanado excitador conectado en serie es la misma que circula por
el inducido.
Rs = Resistencia del devanado inductor o de excitación
en serie
Rd =Resistencia del devanado inductor o de excitación
en paralelo o derivación
Ra = Resistencia del devanado inducido
Ia = Corriente inducida
I = Corriente del inductor o de excitación.
E’ = Fuerza contraelectromotriz del motor.
U = tensión en bornes del motor.
Compound corta. la corriente que circula por el devanado excitador conectado en serie es la corriente total de
alimentación del motor.
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