MOTORES DE CC. GENERALIDADES

ESTRUCTURA BÁSICA• INDUCTOR: siempre en

el estator. (dev. de campo o excitación)– Imán permanente o– Electroimán de cc.

• INDUCIDO: siempre en el rotor. (dev. de armadura)– Recorrido por C.A. de

f2=pN– Tiene colector– Devanado cerrado

• CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C.

ESCOBILLAS. DETALLE

• La baja fricción entre las escobillas y las delgas del colector le permiten al rotor girar libremente

COLECTOR.DETALLE

CONFIGURACION CLÁSICA-I

• Inductor en el estator • Inducido en el rotor• Típica en motores de

elevada potencia

CONFIGURACION CLÁSICA-II

• Detalle de devanados del estator y del rotor.

• Sentido del campo generado

• Configuración de un par de polos

CONFIGURACION CLÁSICA-III• Configuración de

2 pares de polos.• Campo generado.

IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-I

IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-II

IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-III

IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-IV

• Inconvenientes:– Gran inercia (poca aceleración)– Pérdidas– Saturación→ NO LINEALIDADES– Alta constante de tiempo eléctrica (L↑)– Altos pares de retención– Relación tensión-velocidad NO LINEAL– Relación corriente-par NO LINEAL– Volumen alto– Peso alto– Alta tensión de arranque– Problemas de mantenimiento del colector

CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE

• Configuración de imán interior

CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE

• Ventajas:– Baja inercia (grandes aceleraciones)– Pérdidas nulas en el estator y en el hierro del rotor.– Baja saturación→ LINEALIDAD– Baja constante de tiempo eléctrica (L↑)– Bajos pares de retención– Relación tensión-velocidad LINEAL– Relación corriente-par LINEAL– Volumen bajo– Baja tensión de arranque– Menores problemas de mantenimiento del colector

CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE

• Inconvenientes:– Precio elevado.

IMPLEMENTACIONES-I

MOTOR CON ROTOR HUECO

MOTOR CON ROTOR HUECO CON ARMADURA EN DISCO

MOTOR DE ROTOR HUECO

MOTOR DE ROTOR HUECO

ARMADURA DE UN MOTOR DE ROTOR HUECO

MOTORES DE ROTOR HUECO DE MINOMOTORS

REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I

FUERZA DE LORENZ

REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I(bis)

FUERZA DE LORENZ

REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-II

REGLA DE LA MANO DERECHA

REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-IIISENTIDO DEL CAMPO Y LA

FUERZA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-ICORRIENTE

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IICAMPO MAGNÉTICO

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IIIFUERZA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-I

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-II

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-III (VARIACIÓN)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-IV (VARIACIÓN)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-IV (VARIACIÓN)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-V (VARIACIÓN)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-VI (VARIACIÓN CON AUMENTO

DE CONDUCTORES)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-VII (VARIACIÓN CON AUMENTO

DE CONDUCTORES)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-VIII (MEDIO CICLO DE GENERACIÓN DEL PAR)

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-IX (RIZADO DEL PAR)

EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-I

EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-II

EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-III

Forma de onda de la corriente de arranque ante un impulsoescalón de tensión (sensibilidad de la sonda 100mV/A)

MOTORES DE CC DE IMÁN PERMANENTE

ESTRUCTURA BÁSICA• INDUCTOR: siempre en

el estator. Imán permanente

• INDUCIDO: siempre en el rotor (dev. de armadura).– Recorrido por C.A. de

f2=pN– Tiene colector– Devanado cerrado

• CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C.

IMANES PERMANENTES

MOTOR DE CC BÁSICO

CTO. EQUIVALENTE

CTO. EQUIVALENTE

ω

aa a a v

div R i L edt

= ⋅ + ⋅ + v Ve K ω= ⋅ electromec C aC K i= ⋅

2

0( )electromec ext fricciónd dC J B K C Cdt dtθ θ θ θ= ⋅ + ⋅ + − + +

ddtθω =

CTO. EQUIVALENTE

iaEv

RL

Ra La

ia ω Celectromec

L

a a vV R I E= ⋅ + v VE K ω= ⋅

a v a Va

a a

V E V KIR R

ω− − ⋅= = electromec C aC K I= ⋅

(se desprecia la fricción)

SALIDA v a v

ENTRADA a a a

P E I EP V I V

η ⋅= = =

⋅

CURVAS CARACTERÍSTICAS

aI∆electromecC∆

( )a electromeci f C=

_ 0a

a electromec aelectromec

II C IC∆

= ⋅ +∆

(cte. de par, en N m/A)electromecC

a

CKI

∆= ⋅

∆

_ 0electromec

a aC

CI IK

= +

_ 0fricción C aC K I= − ⋅

CURVAS CARACTERÍSTICAS

ω∆

electromecC∆

( )electromecf Cω =

00electromec

máximo

CCωω ω= − ⋅ +

0

máximo

=- Celectromec

KCω

ωω∆=∆

(r.p.m.)ω

0 vacíoω ω=

0electromecK Cω ω ω= ⋅ +

CURVA w-C(r.p.m.)ω

CURVA w-C(r.p.m.)ω

1ω

2ω

3ω

4ω

FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ

CURVAS w-C e I-C

CURVAS w-C e i-C. DETALLE

CURVAS w-C e i-C

CURVAS w-C e i-C

CURVA POTENCIA DE SALIDA

CURVA POTENCIA DE RENDIMIENTO (ETA)

CURVA DE VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE ARMADURA

CURVA DE VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ROTOR

RESUMEN DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR

PÉRDIDAS

CURVAS DE PÉRDIDAS

CURVA DE CTE DE TIEMPO TÉRMICA

CURVAS DE RANGO DE FUNCIONAMIENTO

RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE TENSIÓN

RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE CORRIENTE

OTRAS CURVAS DE INTERÉS

REGLAS BÁSICAS-I

CONSTANTEDE PAR

electromecánico C aC K I= ⋅

EL PAR ES PROPROCIONAL A LA CORRIENTE

CORRIENTEDE ARMADURA

CONTROLAR LA CORRIENTE ES CONTROLAR EL PAR

MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-II

MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-III

MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-IV

MOTOR DC. COMPORTAMIENTO

PWM

ENCODERS. Magnéticos

ENCODERS. Magnéticos

ENCODERS. Ópticos Incrementales

ENCODERS. Ópticos Incrementales

ENCODERS. Ópticos Absolutos

ENCODERS. Ópticos Absolutos

ENCODERS

ENCODERS

ENCODERS

REDUCTORAS-I

REDUCTORAS-II

REDUCTORAS-III

REDUCTORAS-IV

REDUCTORAS-V. REDUCTORAS PLANETARIAS

REDUCTORAS-VI

REDUCTORAS-VII

REDUCTORAS-VIII