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• Oscar Fernandez Alcon

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Motores de Corriente Continua

Tecnología Industrial II

Índice • • • • • • • • •

Principios electromagnéticos Funcionamiento básico del motor CC Partes del motor Cálculos Tipos de motores CC Arranque de motores CC Regulación de la velocidad Inversión de giro Frenado

Principios: Ley de Biot y Savar

Principios: Motores

Principios: Generadores

Funcionamiento del motor CC

Repulsión y atracción de polos magnéticos

Fuerza de Lorentz

Funcionamiento del motor CC

Funcionamiento del motor CC

Funcionamiento del motor CC

Corriente Giro Giro Generación f.c.e.m.

Corriente absorbida Cuando está girando, el motor genera una f.c.e.m. Que se opone al voltaje que se le da.

U  f .c.e.m.  I ·RI

Partes del motor

Partes del motor I Estator, inductor, excitación o culata: Es la parte fija del motor y la encargada de crear el campo magnético.

Tipos: - De imanes permanentes - Bobinados

Partes del motor II Rótor, inducido o armadura Es la parte giratoria del motor. Siempre está formado por bobinas de cable.

Partes: - Conductores bobinados - Colector

Partes del motor III Escobillas Son piezas de carbono que dan corriente a las delgas del colector

Partes del motor IV Carcasa Es el cilindro lque sujeta al estátor, y forma parte del circuito magnético.

Tapas Sujetan los rodamientos y permiten la entrada de aire de refrigeración.

Tipos de motores - Motores de imanes permanentes - Motores de excitación independiente - Motores shunt o en derivación - Motores serie - Motores compound

Motor de imanes permanentes - Para pequeños motores - Lectores de CD

Motor de excitación independiente

Usado por su facilidad de regulación, pero poco frecuente.

Motor serie U  f .c.e.m. I RINDUCIDO  REXCITACIÓN

La intensidad de excitación no es constante, por lo que el campo magnético inductor varía: En el arranque f.c.e.m. = 0 I máxima B máximo

Motor serie Curva característica - Par desde el arranque

Aplicaciones - Donde haga falta alto par de arranque - Grúas (con rectificador CA-CC) - Ferrocarril suburbano - Motor de arranque de vehículos

Pérdidas de potencia

Potencias absorbida y útil PABSORBIDA  U  I TOTAL PÚTIL  PABSORBIDA  PPÉRDIDAS

Pérdidas en el cobre • Por la resistencia de los cables de los bobinados • Se calculan con la expresión de Joule: 2

2

PCu  I EXC ·REXC  I IND ·RIND

Potencia electromagnética PELECTROMAGNÉTICA  PABSORBIDA  PCu

Como si el motor fuera un generador.

PELECTROMAGNÉTICA  fcem  I INDUCIDO

Pérdidas en el hierro • Por las corrientes parásitas inducidas en las piezas de hierro • Se calculan por ensayos en laboratorio

PFe

Pérdidas mecánicas • Por rozamiento • Se calculan en laboratorio

PMec

Pérdidas de potencia PCu PFe + PMec

PABSORBIDA

PE.M.

PÚTIL

Motor shunt o en derivación

I INDUCIDO

U  f .c.e.m.  RINDUCIDO

I EXCITACIÓN 

U REXCITACIÓN

I constante significa que el campo magnético inductor es constante.

Motor shunt o en derivación Curva característica - Par nulo en el arranque

Aplicaciones - Donde haga falta velocidad constante - Máquinas-herramienta automáticas - Industria del papel

Motor compound Un bobinado en serie (alto par de arranque) Un bobinado en derivación (velocidad constante)

Une las ventajas de los motores shunt y serie

Motor compound • Con derivación corta

• Con derivación larga

Motor compound Características - Une las ventajas de los motores shunt y serie: Alto par de arranque Velocidad constante en marcha - Son más caros - Mantenimiento más complejo

Maniobra y control del motor CC

Arranque de motores CC U  f .c.e.m. I R f .c.e.m.  k·B·n En arranque

n=0

f .c.e.m.  0

Se limita I con un reostato o resistencia de arranque

R

A

Regulación de la velocidad U  I IND · RIND n k· B Regular U con un reostato

Regular B con reostato en la excitación

Inversión de giro Inviertiendo la polaridad en las conexiones

Frenado del motor Eliminar corriente del rotor para que funcione como una dinamo Disipar la energía eléctrica generada Tipos de frenado: - Reostático (con el reostato de arranque) - Regenerativo (devolver corriente a la alimentación)

FIN José Ramón López - 2014