Motor de corriente continua

Modelo matemático de un motor de corriente
continua separadamente excitado: Control de
velocidad por corriente de armadura
Manuel Sebastian Alvarez Alvarado
Instituto de Ciencias Físicas, Escuela Superior Politécnica del Litoral,
Campus Gustavo Km 30.5 Vía Perimetral, Apartado 09-01-5863, Guayaquil, Ecuador.
E-mail: manuel.alvarez.alvarado@ieee.org
(Recibido el 11 de Diciembre de 2011;aceptado el 10 de Marzo de 2012)
Resumen
En este trabajo se presenta el modelo matemático de un motor de corriente continua. Se ha desarrollado el modelo
matemático usando ecuaciones diferenciales y a su vez también se desarrollo el análisis respectivo en términos de las
variables físicas que se tiene en el motor, como en la carga mecánica acoplada al mismo. Adiciona lmente se ha
simulado y seha obtenido la respuesta de control de la velocidad la cual puede ser en función de la corriente de
armadura y para esto se utilizo SIMULINK, una herramienta del programa MATLAB.
Palabras clave: Física, Maquinaria eléctrica, Transformada de Laplace, SIMULINK.

Abstract
This paper presents a mathematical model of a DC motor. We have developed a mathematical model using differential
equationsand in turn develop the analysis also relevant in terms of physical var iables is taken into the motor, such as
mechanical load coupled thereto. Additionally we have simulated and obtained the response of speed control which can
be a function of the field current and for this we used SIMULINK, a MATLAB tool.
Keywords: Physics, Electrical machinery, Laplace Transform, SIMULINK.
PACS: 02.30.Hq,02.30.Yy, 07.05Qq.

ISSN 1870-9095

SIMULINK una herramienta del programa MATLAB. La
selección de variables no es evidente, sino más bien resulta
de la experiencia en el modelado de sistemas eléctricos y
mecánicos, y así como de la apropiada selección de
constantes físicas como de fricción, inercia y torque
eléctrico.
En esta propuesta, se desarrolla el modelo matemático
de un método decontrol de velocidad el cual es: control de
velocidad por corriente de armadura. Para esto el motor a
utilizar será un motor de excitación separada y se tendrá un
análisis físico que explota el conocimiento sobre los
parámetros y las unidades físicas del motor de corriente
continua, así como cierta experiencia en identificar
constantes de tiempo en sistemas eléctricos y mecánicos, y
almismo tiempo se tendrá un análisis matemático, pues se
emplea la teoría de control para la selección de las variables
de estado. Dentro del trabajo se presenta una simulación y
se determina el comportamiento de la velocidad del motor
con respecto a la corriente de armadura con condiciones
iniciales establecidas.
Finalmente se concluye analizando los resultados
obtenidos de la simulación con elmodelo matemático
determinado.

I. INTRODUCCIÓN
Los motores de corriente continua son los más comunes y
económicos, y se pueden encontrar en la mayoría de los
juguetes a pilas, constituidos, por lo general, por dos
imanes permanentes fijados en la carcasa y una serie de
bobinados de cobre ubicados en el eje del motor, que
habitualmente suelen ser tres y a su vez son ampliamente
usados anivel industrial. Los motores de corriente continua
permiten un amplio rango de velocidad y pueden
proporcionar un alto par-motor con control más sencillo y
económico que cualquier motor de corriente alterna. En la
actualidad los métodos de control de velocidad se han ido
desarrollando considerablemente y los mas comunes son el
control de velocidad por corriente de campo y el control develocidad por corriente de armadura, que son técnicas de
control no lineal.
Para poder analizar estos métodos se requiere del
conocimiento físico del sistema, unidades de las constantes
que aparecen en el modelo, selección adecuada de las
variables de estado y conocimientos de desarrollo de
ecuaciones diferenciales utilizando la transformada de
Laplace y a su vez para poder observar el...