Control De Velocidad De Un Motor Dc

Modelo matemático de un motor de corriente continua separadamente excitado: control de velocidad por corriente de armadura

Manuel Sebastian Alvarez Alvarado, Miembro IEEE

Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación, Escuela Superior Politécnica del Litoral
Campus Gustavo Galindo Km 30.5 VíaPerimetral, Apartado 09-01-5863, Guayaquil, Ecuador
malvarez@fiec.espol.edu.ec

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 almismo. Adicionalmente se ha simulado y se ha 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, MATLAB, SIMULINK.

Abstract— This paper presents a mathematical model of a DC motor. We have developed amathematical model using differential equations and in turn develop the analysis also relevant in terms of physical variables 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, MATLAB, SIMULINK.

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 ampliamenteusados a nivel 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 elcomportamiento un simulador el cual para objeto de estudio se utiliza 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 deun método de control 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, yal mismo 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...