MOTORES D.C. Introducción general

10. MOTORES D.C.

Introducción general : -

Un motor eléctrico es una máquina que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Su acción se basa en el principio de que cuando un conductor portador de corriente se coloca en un campo magnético, experimenta una fuerza mecánica cuya dirección viene dada por la "Regla de la izquierda de Fleming".

Desde el punto de vista constructivo, no hay diferencia entre un generador de CC y un motor de CC. De hecho, la misma máquina de corriente continua puede usarse intercambiable como generador o como motor. Cuando un generador está en funcionamiento, se acciona mecánicamente y desarrolla una tensión. Esta tensión puede enviar una corriente a través de una resistencia a la carga. Cuando un motor está en funcionamiento, desarrolla par. Este par puede producir rotación mecánica. Los motores de corriente continua también son como los generadores clasificados en motores de herida de serie y de herida compuesta.

Antes de estudiar el principio de funcionamiento del motor de corriente continua, se debe conocer a fondo la lula izquierda de Fleming.

Regla de la mano izquierda de Fleming: -

La dirección del movimiento del conductor puede determinarse utilizando la regla de la izquierda de Fleming, que conoce la dirección del campo magnético y la dirección de la corriente en el conductor; el movimiento del conductor puede determinarse.

Movimiento del conductor del conductor

Dirección de dirección de las líneas actuales de co-conductor de flujo.

Dirección de líneas o flujo.

Dirección de corriente Fig. 10.1.

DECLARACIÓN DE LA REGLA:

Mantenga el dedo índice, el dedo medio y el pulgar de la mano izquierda mutuamente perpendiculares entre sí. Si el índice indica la dirección del campo magnético y la figura del medio indica la dirección de la corriente en el conductor, entonces el pulgar apunta a la dirección del movimiento del conductor.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE D.C. MOTOR: -

La figura 10.2 (a) muestra un campo magnético uniforme en el que se coloca un conductor recto que no lleva corriente. El conductor es perpendicular a la dirección del campo magnético.

En la Fig. 10.2 (b) el conductor se muestra como canalizando una corriente alejada del espectador, pero el campo debido a los polos N y S se ha eliminado. No hay movimiento del conductor durante las dos condiciones anteriores. En la Fig. 10.2 (c) el conductor de la corriente actual se coloca en el

Fig. 10.2 (e)

Campo magnético. El campo debido a la corriente en el conductor soporta el campo principal sobre el conductor, pero se opone al campo principal debajo del conductor. El resultado es aumentar la densidad de flujo en la región directamente por encima del conductor y reducir la densidad de flujo en la región directamente por debajo del conductor. Se encuentra que una fuerza actúa sobre el conductor, tratando de empujar el conductor hacia abajo, como se muestra. por la flecha. (Consulte la regla hmd de la izquierda de Fleming).

'Si el cable en el conductor se invierte, las líneas de salida del flujo de refuerzo se producen debajo del conductor y el conductor será empujado hacia arriba (Fig. 10.2 (d).

Ahora considere una bobina de un solo giro que lleva un cunent como se muestra en la fig. 10.2 (e). En vista de las razones dadas más arriba, el lado de la bobina "A" se verá obligado a moverse hacia abajo, mientras que el lado de la bobina "B" se verá obligado a subir mercancías. Las fuerzas que actúan en los lados de la bobina "A" y "B" serán de la misma magnitud. Pero su dirección es opuesta entre sí. A medida que la bobina se enrolla en el núcleo de la armadura que está soportada por los cojinetes, la armadura ahora girará. El conmutador invierte periódicamente la dirección del flujo de corriente a través de la armadura. Por tanto, la armadura tendrá una rotación continua.

Un modelo simplificado de tal motor se muestra en la fig. 10.3. los conductores se enrollan sobre un núcleo de hierro blando. Se suministra suministro de C.C. a los polos de campo para producir el flujo. Los conductores están conectados a la

Fig. 10.3. Versión simplificada de la

Motor de corriente continua

Tipos de corriente continua. Motores

De la misma manera que los generadores DC Motors también se clasifican en tres tipos, son

(l) Motores serie D.C.

(2) D.C. motores de derivación.

(3) D.C. Motores compuestos.

Esta clasificación se basa en las conexiones de viento de campo con la armadura. El motor compuesto también se puede clasificar como motores compuestos de derivación larga y corta.

Motor Serie D.C.

En el motor de la serie D.C., el devanado de campo está conectado en serie con la armadura como se muestra en la Fig. 10.4. El devanado de campo en serie transporta la corriente de entrada; los conductores del devanado de campo en serie tienen un área transversal grande. Tiene un número reducido de vueltas por polo. Debido a su gran área de sección transversal y menor número de vueltas, el bobinado de campo en serie tiene baja resistencia.

Deje V - Tensión de alimentación

I = la— corriente de armadura

Rse = Resistencia del campo de serie Ra = Resistencia de la naturaleza.

Eb back emf inducido.

La relación entre V, Eb y la se da a continuación.

Fig. 10.4 V-Eb + la Ra + la Rse

V = Eb + la (Ra + Rse).

D.C. Shunt Motor

En el motor de derivación de CC, el devanado de campo está conectado en paralelo con la armadura, como se muestra en la figura 10.5. Los devanados de campo tienen un gran número de vueltas y un área de sección transversal relativamente más pequeña. Como la corriente de campo es pequeña, la pérdida de potencia del campo también es pequeña. La relación entre V, Eb e ia se da a continuación.

V Eb + IaRa; (Armadura actual la =

IL-Si). Fig. 10.5D.C. Motor compuesto Los motores compuestos, tanto de serie como de bobina de campo de derivación están conectados con la armadura. El diagrama de conexiones de los motores compuestos de derivación larga y corta se muestran infig. 10.6. Conexión en derivación corta Conexión en derivación larga Fig. 106. . DC .. Motor compuesto En el motor compuesto de derivación larga, el bobinado de campo en serie se conecta en serie con la armadura. Pero en el motor compuesto de derivación corta, el devanado de campo en serie se conecta en serie con la combinación paralela de devanados de campo de derivación y armadura. Control de velocidad de los motores de corriente alterna. Motores: Se requieren diferentes rangos de velocidades para diferentes aplicaciones. Un solo motor puede ser usado para diferentes velocidades para varios trabajos. El control suave de la velocidad es posible en el motor de derivación de corriente continua. La velocidad de un DC. el motor se puede expresar mediante la ecuación: Velocidad, N u (v - IaRa) / Despreciando la pequeña caída de voltaje IaRa, la velocidad es directamente proporcional al voltaje impreso a través de la armadura y Inversamente proporcional al flujo. Por lo tanto, la velocidad de un motor de C.C. se puede controlar variando la tensión o el flujo. Los dos métodos anteriores se conocen como.I. Control de armadura y 2. Control de campo. Estos métodos se aplican a motores de derivación, serie y compuestos. CONTROL DE TIPO DE MOTOR DE MOTOR DE RIESGO DE CONDUCCIÓN DE CAJA: Este método se usa cuando se requiere una carga por debajo de la velocidad sin carga. A medida que se varía la tensión de alimentación a través de la armadura, se inserta una resistencia variable en serie con el annature. Circuito como se muestra en Fig. 10.7.A medida que aumenta la resistencia del controlador, la caída de potencial a través de la armadura disminuye. Entonces la velocidad de la armadura también disminuye. Fig. 10 7En este método, la velocidad puede variar hasta la velocidad nominal. Este método es muy costoso debido a la pérdida de potencia y no es adecuado para cargas que cambian rápidamente. Se puede obtener una operación más adecuada utilizando un desviador a través de la armadura, además de una resistencia de control de la naturaleza como se muestra en la figura 10.8. Ahora los cambios en la corriente de armadura (debido a los cambios en la carga) no serán tan efectivos para cambiar la Fig. 10.8 del P.D. a través de la armadura. Método de control de campo: se ve que la velocidad de un motor de D.C. es inversamente proporcional al flujo por polo cuando la tensión del inducido se mantiene constante. Al aumentar el flujo, la velocidad se puede disminuir y viceversa. El flujo por polo de un motor de D.C. se puede cambiar b cambiando la corriente de campo. La corriente de campo se puede cambiar con la ayuda del reostato de campo de derivación como se muestra en la fig. 10.9. Dado que la corriente del campo de derivación es relativamente pequeña, el reostato del campo de derivación tiene que llevar soloFig. 10.9a pequeña cantidad de corriente. Por lo tanto, la pérdida de 12R es pequeña ya que la resistencia del reóstato es menor. Este método es, por lo tanto, muy eficiente y se conoce como control de flujo o método de control de campo. Fig. 10.10. Con este método de control de velocidad no podemos tener velocidades por debajo de la velocidad nominal. (El flujo no se puede aumentar). Pero la velocidad se puede aumentar más allá de la velocidad nominal. Al combinar el control de campo y los métodos de control de armadura, es posible obtener variaciones de velocidad por debajo o por encima de las velocidades normales. El diagrama de conexión para dicho control de velocidad se muestra en la fig. 10.10. la resistencia variable está conectada en la armadura y en los circuitos de campo. Sistema Ward - Leonard Este sistema se usa cuando se requiere un control de velocidad muy sensible. Ejemplos: bobinadoras, excavadoras eléctricas, molinos de papel, etc. La disposición se ilustra en la fig. 10. Yo I.D.C. Línea de alimentación Fig. 10.11. Ward — Leonard systemM: es el motor principal para el que se requiere el control de velocidad. El campo de este motor está conectado permanentemente a través de las líneas de suministro de D.C. Al aplicar un voltaje variable a través de su armadura, se puede obtener cualquier velocidad deseada. Esta tensión variable es suministrada por un grupo motor-generador que consiste en un motor de corriente continua o un motor de corriente continua. El motor M2 está acoplado directamente al generador G. El motor M2 funciona a una velocidad aproximadamente constante. La tensión de salida de "G" es directamente al motor principal Ml. El voltaje del generador puede variar desde cero hasta su valor máximo por medio de su regulador de campo. "La corriente de campo del generador se puede invertir mediante el interruptor de inversión Rs. Por lo tanto, la tensión generada se puede invertir y, por lo tanto, la dirección de rotación de Mi también se invierte. Debe recordarse que el conjunto motor-generador siempre funciona en la misma dirección. El costo de capital de tal sistema es alto, ya que se emplean tres máquinas. Pero este método es muy efectivo y el control de velocidad obtenido es muy suave. La resistencia segura está conectada en serie con el circuito de campo del motor M. La velocidad por encima del valor nominal Se puede invertir la dirección de un motor de corriente continua cambiando en la dirección de la corriente a través de la armadura o en el devanado de campo como se muestra en la figura 10.12. motorFig. 10.12. Invirtiendo la dirección de rotación. CONTROL DE TIPO DE MOTOR DE SERIE DC: La velocidad de un motor de la serie DC se puede controlar mediante los siguientes métodos (1) Método de desvío de campo: - Fig. 10.13A reostato ca

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