ANALISIS DE LAS CARACTERISTICAS OPERATIVAS DEL MOTOR

Los motores D.C se clasifican de acuerdo al tipo de bobinado del campo como motores Serie, Shunt, Shunt estabilizado, o Compuesto (Compound). Sin embargo algunos de ellos pueden ser auto excitados o de excitacin separada o pueden tener campos de imn permanente.Ellos muestran curvas muy diferentes de torque-velocidad y se conectan en diferentes configuraciones para diferentes aplicaciones.Algunos motores D.C utilizan imn permanente como campo principal, especialmente los de potencia (HP) fraccionada (1/4,1/2,3/4) y baja potencia.Los motores de imn permanente tienen la ventaja de no requerir una fuente de potencia para el campo, pero tienen la desventaja de ser susceptibles a la desmagnetizacin por cargas de choque elctricas o mecnicas. Los campos de imn permanente no se pueden ajustar para entonar el motor para ajustarse a la aplicacin, como pueden los de campo bobinado

EXITACION EN SERIEElmotor serieomotor de excitacin en serie, es un tipo demotor elctricodecorriente continuaen el cual el inducido y el devanado inductor o de excitacin van conectados en serie. El voltaje aplicado es constante, mientras que el campo de excitacin aumenta con la carga, puesto que la corriente es la misma corriente de excitacin. El flujo aumenta en proporcin a la corriente en la armadura, como el flujo crece con la carga, la velocidad cae a medida que aumenta esa carga.Las principales caractersticas de este motor son:- Se embala cuando funciona en vaco, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.- La potencia es casi constante a cualquier velocidad.- Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensin de alimentacin, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz, estabilizndose la intensidad absorbid

EXITACION EN DERIVACIONElmotor shuntomotor de excitacin en paraleloes unmotor elctricodecorriente continuacuyo bobinadoinductorprincipal est conectado en derivacin o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.Al igual que en lasdinamosshunt, las bobinas principales estn constituidas por muchas espiras y con hilo de poca seccin, por lo que laresistenciadel bobinado inductor principal es muy grande.Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye ms que ligeramente cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivacin son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo).

Exitacion compuesta

Unmotor compound(omotor de excitacin compuesta) es unMotor elctricodecorriente continuacuya excitacin es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivacin con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar.Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.El flujo del campo serie vara directamente a medida que la corriente de armadura vara, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se aade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo.

2.6 regulacion de la velocidad del motor

Las tcnicas decontrol de motores CDson herramientas que se utilizan para controlar la velocidad, el par y el suministro de potencia de losmotores de corriente continua. El control de motores puede llevarse a cabo mediantetiristoresy un conocimiento bsico deelectrnica de potencia.La mayora de motores utilizados en la industria se conectan directamente a las lneas de distribucin elctrica, y se alimentan con corriente alterna o corriente directa. Las terminales de los devanados del motor se conectan directamente a las lneas de suministro elctrico, y sus caractersticas de operacin se mantienen inalterables, al tener una tensin de entrada constante. El motor trabaja en condiciones nominales cuando se alimenta con la tensin indicada en la placa de operacin, entregando potencia constante a la carga conectada en el eje.La naturaleza de la carga que se acopla al eje del motor define el comportamiento de esta mquina. Para el caso de una carga liviana, el motor desarrollara una velocidad relativamente alta y unpar de girobajo. Por el contrario, si se dispone de una carga pesada o difcil de mover, el motor se mover a una velocidad menor y entregara mspar, pues una mayor carga lo exige. Sin embargo, si la carga se mantiene constante, la operacin del motor tambin se mantendr constante, sin posibilidades de controlar la velocidad debido a que la tensin de suministro no se ve modificada.Existen casos en la industria que requieren el manejo de las caractersticas de operacin de los motores. Este control se suele hacer mediantetiristores. La combinacin del motor, los tiristores de control y dems componentes electrnicos asociados son conocidos como el sistema de control de velocidad, sistema de accionamiento o sistema de excitacin de motor.

2.7 EFECTO DE LA REACCION DE ARMADURA SOBRE EL FLUJO DEL CAMPO

El rotor lleva un arrollamiento del tipo distribuido tal como se aprecia en la figura (1.1)mostrada.Los conductores estn alojados en las ranuras que existen en el rotor.En total se tienen Zc conductores. Cuando la mquina funciona bajo carga losconductores son recorridos por una corriente Ic cuya direccin est indicada en la Figura. Elconmutador mantienesiempre las direcciones indicadas a pesar del movimiento por lo que elcampo magntico del rotor resulta estacionario. En la Figura se dibuja la mquina en formalongitudinal. Seconstruye entoncesla ondade f.m.m.(Fa) queresulta serde formatriangular con suvrtice ejemagntico ubicado entrelos polos NyS,es decir a 90elctricos del campo del estator y es por sta razn que se le denomina campo transversal.La onda de f.m.m. se construye sumando los 2 Zc Ic Amper - espiras de losconductores ubicados en las ranuras 1 y 12 , 2 y 11, 3 y 10, etc. Por consiguientela amplitud de la onda resulta ser: Ia = aIc , es la corriente total que ingresa alrotor, es decir la corriente de armadura. Esta f.m.m. produce un flujo magnticoque debido a la saliencia del estator tiene una densidad Ba que vara tal como seaprecia en la figura (1.2 parte c); ste flujo viene a ser lo que comnmente sedenomina la reaccin de armadura. El flujo de armadura atraviesa el entrehierro yse combina con el flujoproducido por el estator,ambos flujos tienen la mismadireccin en la mitad de cadacara polar y direccincontraria en la otra mitad porlo que la densidad de flujo seincrementa en la zona dondelos flujos son aditivos y sereduce en la parte donde sonsustractivos.Fig 1.1

Debido a la saturacin magntica el incremento de flujo es menor que eldecremento, por lo que el flujo resultante resulta menor y por consiguiente lareaccin de armadura ejerce un efecto desmagnetizarte sobre las caras polares.Esto se traduce en una disminucin de laf.e.m. generada por la mquina.

Uso dedevanados de compensacinFig.2.1Devanados de compensacin en una mquina de corriente continua.1. Devanado serie adicional.2. Devanado de compensacin.3. Devanado de conmutacin o interpolo.4. Devando de campo

2.8 EFECTO DE LA REACCION DE ARMADURA SOBRE EL FLUJO DEL CAMPO

La reaccin en el inducido y la conmutacin sonproblemasmuy comunes que se presentan en las maquinas, en el siguienteensayoprimero se proceder a entender lo que esto significa, para luego plantear las diferentessolucionesa estos problemas, adems se incluir las nomenclaturas normalizadas que se utilizan en los diferentes pases.Es evidente que un generador decdtendr inducido su voltaje til por las reacciones antes descritas, y debe contarse con un medio excitador externo para hacer girar la armadura de modo que las espiras conductoras se muevan por las lneas de flujo desde los polos estacionarios. Sin embargo, estos conductores deben llevar corriente para que el generador sea til y esto ocasionar fuerzas de retardo en ellosCuando la dinamo esta en carga el flujo del inductor se distorsiona debido al flujo magntico creado por la corriente del inducido, el cual es perpendicular al flujo magntico principal creado por los polos inductoresAunque aparentemente el flujo principalno vara, pues se reduce en los cuernos de entrada pero aumenta en los cuernos de salida, en realidad el flujo principal disminuye pues la distorsin del mismo aumenta su recorrido, es decir su reluctancia magntica, se crea saturacin de los cuernos polares y adems aumentan las fugas magnticas, coadyuvando todo ello todo ello en la disminucin dey disminuyendo por tanto la fem en carga Ec respecto a la fem en vacio EV. Este fenmeno se conoce con el nombre de reaccin magntica del inducido.

2.9 estudio del efecto de la reaccion del inducido sobre la regulacion de velocidadEn general, los motores de corriente continua son similares en su construccin a los generadores. De hecho podran describirse como generadores que funcionan al revs. Cuando la corriente pasa a travs de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reaccin magntica, y la armadura gira. La accin del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los motores son exactamente las mismas que usan los generadores. La revolucin de la armadura induce un voltaje en las bobinas de sta. Este voltaje es opuesto en la direccin al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ah que se conozca como voltaje inducido o fuerza contraelectromotriz. Cuando el motor gira ms rpido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequea, y la velocidad del motor permanecer constante siempre que el motor no est bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecnico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura gira ms lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en la armadura. El motor puede as recibir ms potencia elctrica de la fuente, suministrndola y haciendo ms trabajo mecnico.Debido a que la velocidad de rotacin controla el flujo de la corriente en la armadura, deben usarse aparatos especiales para arrancar los motores de corriente continua. Cuando la armadura est parada, sta no tiene realmente resistencia, y si se aplica el voltaje de funcionamiento normal, se producir una gran corriente, que podra daar el conmutador y las bobinas de la armadura. El medio normal de prevenir estos daos es el uso de una resistencia de encendido conectada en serie a la armadura, para disminuir la corriente antes de que el motor consiga desarrollar el voltaje inducido adecuado. Cuando el motor acelera, la resistencia se reduce gradualmente, tanto de forma manual como automtica.La velocidad a la que funciona un motor depende de la intensidad del campo magntico que acta sobre la armadura, as como de la corriente de sta. Cuanto ms fuerte es el campo, ms bajo es el grado de rotacin necesario para generar un voltaje inducido lo bastante grande como para contrarrestar el voltaje aplicado. Por esta razn, la velocidad de los motores de corriente continua puede controlarse mediante la variacin de la corriente del campo.