Control De Velocidad En Motores Dc (Corriente Directa)

CONTROL DE VELOCIDAD EN LOS MOTORES DE CD
¿Cómo se puede controlar la velocidad de un motor de CD en derivación? Para esto se utilizan 2 métodos comunes. Estos 2 métodos en que se controla la velocidad de una máquina de cd en derivación son:
1. Ajustar la resistencia de campo RF (y por lo tanto el flujo de campo).
2. Ajustar el voltaje en los terminales aplicado el inducido.
3.Insertar un resistor en serie con el circuito del inducido. (este método es el menos usual)
A continuación se describirá a detalle cada uno de estos métodos.
1. Cambio de la resistencia de campo. Para entender lo que sucede cuando se cambia el resistor de campo de un motor de cd, suponga que se incrementa el resistor de campo y obsérvese la respuesta. Si se incrementa la resistencia de campo,entonces disminuye la corriente de campo IF=VT/ RF↑, y conforme disminuye la corriente de campo, también disminuye el flujo φ. Una disminución en el flujo causa un decremento instantáneo en el voltaje interno generado EA=Kϕ↓ω, que a su vez causa un gran incremento en la corriente del inducido de la máquina, puesto que
IA=VT- EA↓RA
El par inducido en un motor está dado por ind=KϕIA. Puesto que elfuljo en esta máquina disminuye cuando la corriente IA aumenta, ¿hacia qué lado cambia el par inducido? La manera más fácil de contestar esta pregunta es por medio de un ejemplo. La figura siguiente muestra un motor de cd en derivación con una resistencia interna de 0.25Ω. Actualmente opera con un voltaje en los terminales de 250 V y un voltaje interno generado de 245 V. Por lo tanto, el flujo decorriente en el inducido es IA = (250 V – 245 V)/0.25Ω = 20 A. ¿Qué sucede dentro del motor si hay una disminución en el flujo de 1%? Si el flujo disminuye en 1%, entonces EA debe disminuir en 1% también, puesto que EA=Kϕω. Por lo tanto, EA caerá a
EA2=0.99EA1=0.99245 V=242.55 V
Entonces, la corriente en el inducido debe aumentar a
IA=250 V-242.55 V0.25Ω=29.8 A
Entonces, una disminución de 1% enel flujo produjo un incremento de 49% en la corriente en el inducido.

Regresando a la discusión original, el incremento en la corriente predomina sobre la disminución en el flujo y el par inducido aumenta a:
τind=K↓ϕ⇑IA
Puesto que τind>τcarga , el motor se acelera.
Sin embargo, conforme el motor se acelera, aumenta el voltaje interno generado EA, lo que provoca que IA caiga. Conforme IAcae, también cae el par inducido τind y al final τind una vez más es igual a τcarga a una velocidad en estado estacionario más alta que la original.
Resumiendo el comportamiento causa y efecto involucrado en este método de control de velocidad:
1. Un incremento en RF causa una disminución en IF (=VT/RF↑).
2. Una disminución en IF disminuye ϕ.
3. Una disminución en ϕ disminuye EA (=Kϕ↓ω).
4. Una disminución en EA aumenta IA (= VT - EA↓)/RA.
5. Un aumento en IA aumenta τind(=Kϕ↓IA⇑) (y el cambio en IA es más grande que el cambio en el flujo).
6. Un aumento eτindn hace que τind>τcarga y aumenta la velocidad ω.
7. Un aumento en ω causa otro aumento en EA = Kϕω↑.
8. Una disminución en EA disminuye IA.
9. Una disminución en IA disminuye τind hasta queτind=τcarga a una velocidad ω más alta.
En la figura siguiente se muestra el efecto de aumentar la resistencia da campo en la característica de salida de un motor en derivación. Nótese que conforme disminuye el flujo en la máquina, se incrementa la velocidad en vacío de motor, mientras que la pendiente de la curva par-velocidad se vuelve más inclinada. Naturalmente, la disminución de RF causaría unproceso inverso y caería la velocidad del motor.

2. Cambio del voltaje en el inducido. La segunda manera de controlar la velocidad involucra el cambio del voltaje aplicado al inducido del motor sin cambiar el voltaje aplicado al campo. Se requiere una conexión similar a la de la figura siguiente para este tipo de control. En efecto, los motores deben ser de excitación separada para...