MOTORES DE CD UASLP 1 Modo De Compatibilidad 1

MOTORES DE CD

INTRODUCCIÓN A LOS MOTORES DE CD
Los motores de CD son máquinas utilizadas
tanto como motores que como generadores de CD,
CD
es decir, físicamente es la misma máquina y
únicamente difieren en la forma de convertir la
potencia.
Una de las razones por las cuales serán
estudiados los motores de CD se debe a la gran
p
que éstos tienen, p
q
por
cantidad de aplicaciones
ejemplo:automóviles, aparatos electrónicos,
aeronáutica, robots, etc.

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Los motores de CD son a menudo
comparados por sus regulaciones de velocidad. La
Regulación de Velocidad (speed regulation) (SR)
de un motor está definida como:

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Existen cinco tipos de motores de manera general:
Motor de
(separada).

CD

con

excitación

Motor de CD shunt.
shunt
Motor de CD de imanes permanentes.Motor de CD serie.
Motor de CD compuesto.
p

independiente
p

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EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CD
El circuito equivalente de un motor de CD se
presenta en la Figura 9-2.
9-2

(a)
Figura 9-2. (a) Circuito equivalente de un motor de CD.

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(b)
Figura
g
9-2. Circuito equivalente
q
simplificado
p
eliminando
la caída de voltaje a través de las escobillas y
combinandoRadj con la resistencia de campo

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El voltaje interno generado en esta máquina
esta dado por:

y el torque inducido desarrollado por la máquina
está definido por:

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¡ ¡ ¡ Las dos ecuaciones anteriores más la
ecuación de la Ley de voltajes de Kirchhoff del
circuito de armadura y la curva de magnetización
de la máquina
q
son las herramientas necesarias p
para
analizarel comportamiento y desempeño de un
motor de CD. ! ! !

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LA CURVA DE MAGNETIZACION DE UNA
MAQUINA DE CD
Como se mencionó anteriormente, el voltaje
interno generado EA de un motor o generador de
CD está dado por:

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La corriente de campo en una máquina de CD
produce una fuerza magnetomotriz de campo dada
por
. Esta fuerza magnetomotriz produce un
flujo en la máquina deacuerdo con su curva de
magnetización
ti
ió dada
d d en la
l Figura
Fi
9 3 Puesto
9-3.
P
t que la
l
corriente de campo es directamente proporcional al
flujo
flujo,
es costumbre presentar la curva de
magnetización como una gráfica de EA versus
corriente de campo para una velocidad ωo dada (véase
la Figura 9-4).

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Figura 9-3. Curva de magnetización de un material
ferromagnético (φversus ).

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Figura 9-4.
9 4 Curva de magnetización de una máquina de CD
expresada como una gráfica de EA versus IF, para una
velocidad ωo fija.

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MOTORES DE CD CON EXCITACIÓN SEPARADA
(INDEPENDIENTE) Y SHUNT
El circuito equivalente de un motor de CD con
excitación
it ió separada
d se muestra
t en la
l Figura
Fi
9 5 (a).
9-5
( )

Figura 9-5 (a). Circuito equivalente de unmotor de CD con
excitación separada

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El circuito equivalente
q
de un motor de CD shunt ((en
derivación) se muestra en la Figura 9-5 (b).

Figura 9-5 (b). Circuito equivalente de un motor de CD shunt
(en derivación)

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CARACTERISTICAS TERMINAL DE UN MOTOR
DE CD SHUNT
Una característica terminal de una
máquina es una gráfica de las cantidades de salida
de la máquinaversus cada una con la otra. Para un
motor, las cantidades de salida son el torque en la
flecha y la velocidad, por lo tanto, las
características terminal de un motor es una gráfica
d su torque
de
t
d salida
de
s lid versus
s s la
l velocidad.
l id d

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Las características de salida de un motor de
CD shunt pueden ser derivadas a partir de la
ecuaciones del voltaje inducido y el torquedel motor
más la Ley de Voltajes de Kirchhoff (LVK). La
ecuación de la LVK para un motor shunt es

El voltaje inducido está definido como EA = Kφω.
Sustituyendo esta expresión en la ecuación anterior
se tiene

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Puesto que τind = KφIA, la corriente IA puede ser
expresada como

Sustituyendo esta corriente en la ecuación del voltaje
t
terminal
i l VT, se tiene
ti

MOTORES DE CD...