Medicion De Parametros Motor De Cd

Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática.

Ingeniería Electrónica
J. Bernardo Cotero Ochoa Control automático

MEDICIÓN DE PARÁMETROS DE UN MOTOR DE C.D. CONTROLADO POR ARMADURA
Un motor de C.D. controlado por armadura o controlado por inducido, se puede representar esquemáticamente como se ilustra en la figura M.1. En la figura Ra y La representan la resistencia del devanado dearmadura y la inductancia del mismo. Las ecuaciones simplificadas referidas a esta figura las describimos a continuación:

Va = ia Ra + La
Tg = K T i a

dia + em dt
Tg = ( Jm + J L )

em = K bω m dω + TF + TL dt

Figura M.1 Esquema de un motor de C.D. Las siglas de las variables que intervienen en estas ecuaciones se enlistan en la siguiente tabla: Parámetro del motor y unidadesResistencia del devanado de armadura (ohms) Inductancia del devanado de armadura (henrios) Voltaje aplicado a la armadura (volts) corriente del devanado de armadura (amperes) fuerza contraelectromotriz (volts) constante contraelectromotriz (volts/R.P.M.) velocidad angular (R.P.M.) Torque interno generado (oz.in) Constante de torque (oz.in/A) Inercia del rotor del motor (oz.in.seg2) Inercia de la carga(oz.in.seg2) Torque de fricción (oz. in) Torque de la carga (oz. in)

Ra La Va ia em Kb ω Tg KT Jm JL TF TL

1 Periférico Sur 8585, Tlaquepaque, Jal. 45090, MÉXICO Tel:(3) 669 3598 / Fax: (3) 669 3511 email: bcotero@iteso.mx

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En casi todos los motores de C.D. seconsidera despreciable el coeficiente de fricción dinámica, en nuestro caso no será la excepción. Además en las ecuaciones anteriores estamos incluyendo una carga (JL, TL). Para propósitos de este desarrollo no consideraremos esta carga. Así entonces la ecuación última toma la siguiente forma:

Tg = Jm

dω + TF dt

El torque TF representa la fricción estática que existe entre el rotor y lasescobillas del motor; se le debe considerar debido a que si no se vence esta fuerza mecánica, el motor no girará. Esto generará una no linealidad denominada zona muerta. En el caso de un control de velocidad no es tan importante, sin embargo para un control de posición juega un papel crucial. Esta fricción será vencida con un voltaje pequeño que se le inyecta al motor en el devanado de armadura.Considerando el conjunto de ecuaciones anteriores, el diagrama de bloques correspondiente a este esquema del motor se dibuja en la figura M.2 De este diagrama, así como también de las ecuaciones del mismo motor, los parámetros que deben ser encontrados para caracterizar a un motor específico son los siguientes: Parámetro Ra La KT Jm Kb Nombre Resistencia del devanado de armadura Inductancia del devanadode armadura Constante de torque del motor Momento de inercia del rotor Constante contraelectromotriz

Figura M.2 Diagrama de bloques de un motor de C.D. controlado en la armadura y sin carga. Para proporcionar la potencia adecuada al motor, es necesario colocar un circuito driver. Existen muchas formas de conectar un circuito de este tipo; en la figura M.3 dibujamos una propuesta de circuito.Este circuito será colocado en la entrada del voltaje de armadura del motor. El diagrama de bloques correspondiente lo mostramos en la figura M4.

2 Periférico Sur 8585, Tlaquepaque, Jal. 45090, MÉXICO Tel:(3) 669 3598 / Fax: (3) 669 3511 email: bcotero@iteso.mx

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FiguraM.3 Circuito driver para manejar el motor de C.D. El voltaje que se le aplicará al motor está dado por la siguiente ecuación:

Va = Vin − VBE
El voltaje VBE es producido por los diodos del par Darlington y varía de elemento a elemento. DETERMINAR Ra y La. Para determinar estos dos parámetros, se añade una resistencia Rext en serie con el devanado de armadura, (figura M.4) de tal forma que la...