MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL CIRCUITOS ELÉCTRICOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Ing. JORGE COSCO GRIMANEY

2. Las máquinas eléctricas son convertidores electromecánicos capaces de transformar energía desde un sistema eléctrico a un sistema mecánico o viceversa

3. Clasificación:

5. MÁQUINAS ELÉCTRICAS En los motores eléctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magnética ejercida por el campo magnético y la corriente eléctrica. Se transforma la energía eléctrica en energía mecánica. 

6. Fuerza y Torque sobre una espira con corriente

8. ESPIRA QUE ROTA ENTRE CARAS POLARES

9. Principio de funcionamiento de un generador Si en lugar de un conductor rectilíneo se introduce una espira con los extremos conectados a una determinada resistencia y se le hace girar en el interior del campo, de forma que varíe el flujo magnético abrazado por la misma, se detectará la aparición de una corriente eléctrica que circula por la resistencia y que cesará en el momento en que se detenga el movimiento. El sentido de la corriente viene determinado por la ley de Lenz. eind = 2vBl

10. FEM INDUCIDO Se basan en la ley de Faraday que indica que "en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento".

11. eind = 2vBl

12. Funcionamiento del Motor DC Campo Magnético en el Motor DC Cuando una corriente eléctricapasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

13. Fuerza Magnética en el Motor DC Cuando una corriente eléctricapasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

14. Cuando una corriente eléctricapasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor Movimiento de la espira

15. Par en el Motor DC Cuando una corriente eléctricapasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

19. PARTES DE UN MOTOR DE CC

20. Para funcionar, precisa de dos circuitos eléctricos: • El circuito de campo magnético • El circuito de la armadura. • El campomagnético (básicamente un imán o un electroimán) permite la transformación de energía eléctrica recibida por la armadura en energía mecánica entregada a través del eje. La energía eléctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magnético. Es decir ninguna parte de la energía eléctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energía mecánica. • La armadura consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energía eléctrica en energía mecánica que se entrega a través del eje del motor.

21. El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas fundamentales : Rotor (circuito de armadura o inducido) Constituye la parte móvil del motor, proporciona el par para mover a la carga. Está formado por • Eje • Núcleo y Devanado • Colector • Tapas

22. Eje : Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector. Núcleo : Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado). Rotor

23. Devanado : Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado. Colector : Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas.

27. MOTORES DC Constitución general: Estator Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. Carcasa Está formado por • Armazón • Imán permanente • Escobillas y portaescobillas

28. MOTORES DC Armazón : Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético. Imán permanente : Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcasa del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos.

31. Espiras y Bobinas

32. N I F Brush F V Rotor Armature w windings F S

34. FLUJO DE POTENCIAS EN MAQUINAS de CC

35. FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN MOTORES de CC

36. FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN GENERADORES de CC

37. TIPOS de MOTORES CC

39. Motor de Corriente Directa (DC): Los distintos modos de conectar los arrollamientos de excitación de los motores de corriente continua constituyen la base para poder modificar ampliamente las formas de funcionamiento de estos motores. Según sea la conexión elegida, los motores reciben nombres especiales. A continuación se exponen los sistemas de excitación más utilizados en la práctica: - Excitación por Imanes Permanentes. - Excitación Independiente. - Auto excitación. - Excitación Serie. - Excitación Paralelo. - Excitación Compuesta.

40. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA CON EXCITACIÓN SEPARADA

41. CIRCUITO EQUIVALENTE CON EXCITACIÓN SEPARADA

42. CIRCUITO EQUIVALENTE EN DERIVACIÓN

43. VT = EA + IARA VT = Kφώ + IARA

46. Un motor en derivación de 50 Hp, 250 V, 1200 rev/min con devanados de compensación, tiene una resistencia de inducido de 0,06 ohms. Su circuito de campo tiene una resistencia total de 50 ohms con lo que produce una velocidad de vació de 1200 rev/min. Tiene 1200 vueltas por polo en el devanado en derivación. IF es constante Dibujar la característica par velocidad del motor cuando IL es 100 A, 200 A y 300 A

47. CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR EN SERIE

48. ind = KφIA = KcIA2 VT = EA + IA (RA + RS)