Motores de Cc de Iman Permanente y Rotor_v5

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MOTORES DE CC. GENERALIDADES

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MOTORES DE CC. GENERALIDADES

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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.

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ESCOBILLAS. DETALLE

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

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COLECTOR.DETALLE

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CONFIGURACION CLÁSICA-I

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

elevada potencia

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CONFIGURACION CLÁSICA-II

• Detalle de devanados del estator y del rotor.

• Sentido del campo generado

• Configuración de un par de polos

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CONFIGURACION CLÁSICA-III• Configuración de

2 pares de polos.• Campo generado.

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IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-I

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IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-II

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IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-III

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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

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CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE

• Configuración de imán interior

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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

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CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE

• Inconvenientes:– Precio elevado.

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IMPLEMENTACIONES-I

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MOTOR CON ROTOR HUECO

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MOTOR CON ROTOR HUECO CON ARMADURA EN DISCO

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MOTOR DE ROTOR HUECO

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MOTOR DE ROTOR HUECO

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ARMADURA DE UN MOTOR DE ROTOR HUECO

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MOTORES DE ROTOR HUECO DE MINOMOTORS

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REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I

FUERZA DE LORENZ

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REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I(bis)

FUERZA DE LORENZ

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REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-II

REGLA DE LA MANO DERECHA

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REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-IIISENTIDO DEL CAMPO Y LA

FUERZA

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-ICORRIENTE

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IICAMPO MAGNÉTICO

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IIIFUERZA

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-I

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-II

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-III (VARIACIÓN)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-IV (VARIACIÓN)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-IV (VARIACIÓN)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-V (VARIACIÓN)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-VI (VARIACIÓN CON AUMENTO

DE CONDUCTORES)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IVPAR-VII (VARIACIÓN CON AUMENTO

DE CONDUCTORES)

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

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

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EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-I

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EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-II

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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)

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MOTORES DE CC DE IMÁN PERMANENTE

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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.

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IMANES PERMANENTES

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MOTOR DE CC BÁSICO

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CTO. EQUIVALENTE

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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 =

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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 ⋅= = =

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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= − ⋅

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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= ⋅ +

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CURVA w-C(r.p.m.)ω

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CURVA w-C(r.p.m.)ω

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FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ

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CURVAS w-C e I-C

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CURVAS w-C e i-C. DETALLE

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CURVAS w-C e i-C

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CURVAS w-C e i-C

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CURVA POTENCIA DE SALIDA

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CURVA POTENCIA DE RENDIMIENTO (ETA)

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CURVA DE VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE ARMADURA

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CURVA DE VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ROTOR

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RESUMEN DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR

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PÉRDIDAS

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CURVAS DE PÉRDIDAS

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CURVA DE CTE DE TIEMPO TÉRMICA

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CURVAS DE RANGO DE FUNCIONAMIENTO

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RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE TENSIÓN

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RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE CORRIENTE

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OTRAS CURVAS DE INTERÉS

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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

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MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-II

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MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-III

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MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-IV

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MOTOR DC. COMPORTAMIENTO

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PWM

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ENCODERS. Magnéticos

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ENCODERS. Magnéticos

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ENCODERS. Ópticos Incrementales

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ENCODERS. Ópticos Incrementales

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ENCODERS. Ópticos Absolutos

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ENCODERS. Ópticos Absolutos

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ENCODERS

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ENCODERS

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ENCODERS

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REDUCTORAS-I

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REDUCTORAS-II

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REDUCTORAS-III

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REDUCTORAS-IV

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REDUCTORAS-V. REDUCTORAS PLANETARIAS

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REDUCTORAS-VI

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REDUCTORAS-VII

Page 92: Motores de Cc de Iman Permanente y Rotor_v5

REDUCTORAS-VIII