Motores de Corriente Directa

Motores de Corriente Directa

Los motores de CD han sido usados en la industria por muchos años, en conjunto con los Drives de CD, pueden proveer un control muy preciso de velocidad.

Entre algunas de sus aplicaciones se encuentran molinos, enrolladores, grúas y transportadores entre muchas otras.

Construcción básica

Los devanados de campo son montados en piezas polares para formar los electroimanes del estator. En motores pequeños el campo puede estar formado por imanes permanentes. La armadura es insertada entre los polos y mantenida en posición por los rodamientos que van montados en las tapas

Placa de datos  de un motor de corriente directa

Motores de imanes permanentes

Utilizan imanes permanentes para proveer el flujo de campo, tienen una capacidad excelente de torque de arranque y una buena regulación de velocidad.

Sin embargo tienen una capacidad limitada de manejo de carga por lo que solo se les encuentra en aplicaciones de baja potencia.

Otra desventaja es que su torque máximo se limita al 150% para evitar la desmagnetización de los imanes permanentes. 

Motores Serie

En estos motores el devanado de campo va conectado en serie con la armadura.

El devanado de campo está hecho de alambre grueso porque por el circula la misma corriente de armadura, por la magnitud de esta corriente solo son necesarias una pocas vueltas en el devanado.

Este motor produce un gran torque de arranque, sin embargo la velocidad varía ampliamente entre las condiciones sin carga y de carga plena.

Además la velocidad sin carga de este motor puede incrementarse al punto de destruirlo.

Motores Shunt

En estos motores el devanado de campo va conectado en paralelo con la armadura, ofrecen una excelente regulación de velocidad.

Este tipo de motor es el indicado para usarse con drives de CD. 

Motores Compound

Estos motores poseen dos devanados de campo uno conectado en serie con la armadura y otro tipo shunt excitado independientemente.

El devanado serie provee un excelente torque de arranque, mientras que el campo shunt permite una mejor regulación de velocidad.

Desgraciadamente el campo serie causa problemas con los drives de CD.

Curvas Velocidad/Torque

La siguiente ilustración muestra una gráfica de velocidad contra torque para motores de CD. En el punto de equilibrio el torque producido por el motor es igual al torque necesario para girar la carga a velocidad constante. Si el motor baja su velocidad debido a una adición de carga, el torque del motor es mayor que el torque de carga. El motor acelerará hasta el punto de equilibrio.

Si se remueve la carga y la velocidad del motor se incrementa mas arriba del punto de equilibrio, el torque del motor será menor que el requerido por la carga y portanto el motor desacelerará hasta volver al punto de equilibrio.

El voltaje de armadura en los motores de CD construídos en Estados Unidos es de 250 o 500V. La velocidad mostrada en la placa de datos es una indicación de que tan rápido girará  la flecha de un motor con el voltaje nominal de armadura a la corriente nominal de armadura y con el flujo nominal (Φ)

Conexiones de campos Shunt.

Los campos shunt generalmente vienen devanados para 150 V o 300 V de CD, algunos motores pueden aceptar ambos voltajes conectando los devanados en serie para el voltaje mayor o en paralelo para el voltaje menor 

Torque de un motor de CD

La interacción de los flujos de campos y armadura producen torque (M). Un incremento en la corriente de armadura (Ia) causa un incremento en el flujo de armadura y a su vez un incremento de torque. Un incremento de corriente de campo (If) incrementa el flujo de campo (Φ) produciendo un incremento de torque.

La fórmula del torque es:

Un motor de CD puede operar con torque nominal desde la velocidad cero hasta la velocidad base si el voltaje correcto de armadura es aplicado. Esta región de operación se le conoce como región de Torque constante.

Debilitamiento de campo.

Si deseamos aumentar la velocidad por encima de la velocidad base, ya no es posible aumentar el voltaje de armadura, por lo que se procede a disminuir el voltaje de campo, lo cual hace que aumente la velocidad de la armadura pero igualmente se reduce el torque.

Como invertir el sentido de giro de un motor de CD

No te pierdas mañana los últimos temas sobre motores, Drives de CA y CD