Motor De Paso

2.2. El Motor de Corriente Continua
Introducción a los motores de cd
Los primeros sistemas de potencia en Estados Unidos eran de cd, pero a finales de la década de 1890 era claro que los sistemas de potencia de ca le estaban ganando terreno. A pesar de esto, los motores de cd siguieron siendo una parte significativa de la maquinaria comprada cada año hasta la década de 1960 (esa porciónha disminuido significativamente en los últimos 40 años) ¿Por qué eran tan comunes los motores de cd, cuando los sistemas de potencia de cd eran tan poco usuales?

Hay muchas razones para la popularidad de los motores de cd. Una es que los sistemas de potencia de cd aun son comunes en los coches, camiones y aviones. Otra aplicación de los motores de cd es la situación en que se requierenvariaciones amplias de velocidad. Antes de la creciente difusión de los rectificadores-inversores de potencia electrónicos, no había un mejor motor que uno de cd en las aplicaciones de control de velocidad.

A menudo se comparan los motores de cd entre si con base en su regulación de velocidad. La regulación de velocidad (RV) de un motor se define como

RV= ωsc-ωpcωpcx100%
RV= ηsc-ηpcηpcx100%

Esuna medida aproximada de la forma de la característica par-velocidad de un motor: una regulación de velocidad positiva significa que la velocidad del motor cae cuando se incrementa la carga, una regulación de voltaje negativa significa que la velocidad del motor se incrementa cuando disminuye la carga. La magnitud de la regulación de velocidad dicta aproximadamente la inclinación de la pendientede la curva par-velocidad.

Los motores de cd son, por supuesto, accionados desde una fuente de potencia de cd. A menos que se especifique lo contrario, se supone que el voltaje de un motor de cd es contante, porque esto simplifica el análisis de los motores y la comparación entre diferentes tipos de ellos.

Hay cinco grandes tipos de motores de cd de uso general:

1. Motor de cd deexcitación independiente,
2. Motor de cd en derivación,
3. Motor de cd de imán permanente,
4. Motor de cd en serie,
5. Motor de cd compuesto.

Circuito equivalente en un motor de cd.
En la figura 2.18, se muestra el circuito equivalente de un motor de cd. Es esta figura el circuito del inducido se representa por medio de una fuente de voltaje ideal EA y un resisitor RA. Esta representaciónes en realidad el equivalente de Thevenin de toda la estructura del rotor incluyendo las bobinas, interpolos y devanados de compensación si es que existen. Las bobinas de campo, que producen el campo magnético en el generador están representadas por medio de un inductor LF y de un resisitor RF.

Figura 2.18.- Circuito equivalente de un motor de cd.

El voltaje interno generado en esta máquinaesta dado por la ecuación

EA=Kϕω

y el par inducido desarrollado por la máquina esta dado por

τind=KϕIA

Estas dos ecuaciones, la ecuación de la ley de voltaje de Kirchhoff del circuito y la curva de magnetización de la máquina, son todas las herramientas necesarias para analizar el comportamiento y desempeño de un motor de cd.

Vale la pena resaltar que para obtener de una máquina la potenciamáxima posible por libra de peso, la mayoría de los motores y generadores están diseñados para operar cerca del punto de saturación en la curva de magnetización (en la rodilla de la curva). Esto implica que a menudo se requiere relativamente un gran incremento en la corriente de campo para obtener un pequeño incremento en EA cuando se opera casi a plena carga.

2.2.1.- Motor de cd de excitaciónindependiente y en derivación.

a) b)
Figura 2.19.- a) Circuito equivalente de un motor de cd de excitación independiente; b) Circuito equivalente de un motor de cd en derivación.

En la figura 19a se muestra el circuito equivalente de un motor de cd de excitación independiente y en la figura 2.19b se ilustra el circuito equivalente de un motor en derivación. Un motor de cd de excitación...