LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS.

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Existe además un factor presente durante la operación de la máquina que puede modificar la característica par-velocidad del motor, éste es el efecto de la reacción de inducido la cual se manifiesta con el aumento de carga en el motor, en base a la ecuación (10) se puede apreciar que con una disminución de flujo (debido al debilitamiento de flujo) se experimentará un incremento en la velocidad. Para evitar la reacción de inducido es necesario la adición de devanados de compensación, de este modo no se presenta debilitamiento de flujo en la máquina y éste será constante [Chapman 2005]

3.2.1 Control de velocidad en un motor en derivación.

Se puede tener control de la velocidad que produce un motor, para ello, existen dos métodos comunes que permiten, por medio de los componentes internos de la máquina, ajustar la velocidad del motor a voluntad, para poder tener control de la velocidad se debe:

1.- Ajustar la resistencia de campo RF

Si la resistencia de campo aumenta, la corriente de campo disminuye

[pic 40]

Ante la disminución de IF disminuyendo asi y, con base en la ecuación (6), también se verá disminuido EA. La disminución de EA aumentará IA debido a que [pic 41][pic 42]

El aumento en IA incrementa Tind ya que ), con el aumento de Tind este llega a ser mayor que Tcarga, provocando un aumento en .[pic 43][pic 44]

El aumento de aumenta de nueva cuenta a EA provocando una disminución en IA reduciendo Tind hasta ser igual a Tcarga pero a una velocidad mayor. [Chapman 2005][pic 45]

2.- Ajustar el voltaje en terminales

Al aumenta el voltaje aplicado en la terminales del motor IA se elevará ya que ] , al aumentar la corriente incrementa Tind [][pic 46][pic 47]

El aumento de Tind hace que Tind > Tcarga y aumenta .[pic 48]

El aumento de aumenta de nueva cuenta a EA provocando una disminución en IA reduciendo Tind hasta ser igual a Tcarga pero a una velocidad mayor. [Chapman 2005][pic 49]

3.4 Motor CD serie.

El motor cd en serie, es el motor que cuyo devanado de campo relativamente consta de unas pocas vueltas conectadas en serie con el circuito del inducido. En este motor se presenta la igualdad de que, la corriente del inducido, la corriente de campo y la corriente de línea son iguales debido a su conexión en serie. Su ecuación correspondiente a la ley de voltajes de Kirchhoff y su circuito equivalente se representan de la siguiente manera [Chapman, 2005].

(11)[pic 50]

(12)[pic 51]

[pic 52][pic 53]

En la Figura 4. se puede apreciar el circuito equivalente del motor cd en serie; se nota la igualdad entre las corrientes IA, IL, e IS. Nótese también la diferente representación de cada uno de los elementos que lo constituyen [Chapman, 2005].

3.4.1 Par inducido en un motor en serie:

La característica en terminales de un motor en serie varía bastante en comparación con la del motor dc en derivación. Su comportamiento básico se rige por el hecho de que el flujo es directamente proporcional a la corriente del inducido, este se mantiene así hasta que llega a saturación. El par inducido por la

Maquina se rige bajo la siguiente formula [Chapman, 2005]:

(13) [pic 54]

El flujo es directamente proporcional a la corriente del inducido. Entonces, el flujo puede estar dado por:

(14)[pic 55]

Donde c es una constante de proporcionalidad. En esta máquina el par inducido está dado por:

(15)[pic 56]

Dicho de otra manera, el par en el motor es proporcional al cuadrado de la corriente del inducido. Como resultado de esta relación, es fácil captar que un motor cd en serie produce más par por amperio que cualquier otro motor cd. Estos tipos de motores tienen aplicación donde se requiera de un par muy alto. Algunos ejemplos de donde se utilizan este tipo de motores son los motores de arranque en vehículos automotores, motores de elevadores y motores de tracción en locomotora [Chapman, 2005].

3.4.2 Características en los terminales de un motor en serie.

Para determinar la característica en los terminales de un motor cd serie, el análisis se basara en la premisa de que la curva de magnetización es lineal, y luego se consideraran los efectos de la saturación en un análisis gráfico.

Suponiendo que la curva de magnetización es lineal implica que el flujo en el motor será dado por la ecuación:

(14)[pic 57]

Esta ecuación se utilizara para deducir la curva característica par-velocidad del motor serie.

La deducción de la característica par-velocidad de un motor cd en serie comienza por aplicar la ley de voltaje de Kirchhoff.:

(11)[pic 58]

De la ecuación (15), la corriente del inducido puede expresarse como

[pic 59]

También, . Sustituyendo estas expresiones en las ecuaciones (11) se obtiene[pic 60]

(16)[pic 61]

Si en esta expresión pudiera eliminarse el flujo, el par de un motor se relacionaría directamente con su velocidad. Para eliminar el flujo en la expresión, nótese que

[pic 62]

Y la ecuación de par inducido se puede escribir de nuevo como

[pic 63]

En consecuencia, el flujo en el motor puede volverse a escribir como

(17)[pic 64]

Sustituyendo la ecuación (17) en la ecuación (16) y resolviendo para la velocidad se obtiene