Resumen—En este presente documento se trata de las principales curvas características de un motor en corriente directa (cd), para las diferentes conexiones que tiene un motor cd para esto se hace uso del software Matlab en la cual se ingresa los datos de un motor y se obtendrá las diferentes curvas características.
Abstract– In this present document is the main engine characteristic curves for direct current (dc) for different connections that a (cd) motor using Matlab software this is done in which a motor data is entered and get different curves characteristic.
Marco teórico
Conexión Excitación Independiente.
Los motores de excitación independiente tienen como aplicaciones industriales el torneado y taladrado de materiales, extrusión de materiales plásticos y goma, ventilación de horno, retroceso rápido en vacío de ganchos de grúas, desenrollado de bobinas y retroceso de útiles para serrar. El motor de excitación independiente es el más adecuado para cualquier tipo de regulación, por la independencia entre el control por el inductor y el control por el inducido. El sistema de excitación más fácil de entender es el que supone una fuente exterior de alimentación para el arrollamiento inductor. [5] Se representa el inducido por un círculo; la flecha recta interior representa el sentido de la corriente principal y la flecha curva, el sentido de giro del inducido; el arrollamiento inductor o de excitación, se representa esquemáticamente, y el sentido de la corriente de excitación, por medio de una flecha similar. [3] [4] Conexión Motor Serie.
En este tipo de motores las bobinas inductoras y las inducidas están conectadas en serie. La conexión forma un circuito en serie en el que la intensidad absorbida por el motor al conectarlo a la red (también llamada corriente de carga) es la misma, tanto para la bobina conductora (del estator) como para la bobina inducida (del rotor). [2][5] Puede desarrollar un elevador par-motor de arranque, es decir, justo al arrancar, el par motor es elevado. [5] Si disminuye la carga del motor, disminuye la intensidad de corriente absorbida y el motor aumenta su velocidad. Esto puede ser peligroso. En vacío el motor es inestable, pues la velocidad aumenta bruscamente. Sus bobinas tienen pocas espiras, pero de gran sección. [1] Conexión Motor Paralelo.
Las bobinas inductoras van conectadas en paralelo (derivación) con las inducidas. De este modo, de toda la corriente absorbida por el motor, una parte circula por las bobinas inducidas y la otra por las inductoras. El circuito de excitación está a la misma tensión que el inductor.[5] Las características de este motor son:
En el arranque, par motor es menor que en el motor serie.
Si la Intensidad de corriente absorbida disminuye y el motor está en vacío. La velocidad de giro nominal apenas varía. Es más estable que la serie.
Cuando el par motor aumenta, la velocidad de giro apenas disminuye.
Conexión Compuesto Corto.
Si la corriente fluye hacia los puntos en ambas bobinas de campo, las fuerzas magnetomotrices resultantes se suman para producir una fuerza total más grande.
Si el motor se conecta de modo que el campo en serie apoye al campo en derivación, se le conoce como motor compuesto acumulativo.
Estos motores usan imanes permanentes en lugar de devanados de campo para producir el campo magnético del estator. [6] Conexión Compuesto Largo.
Desarrolla un gran par para ajustarse a un incremento en el par de la carga, igual que un motor en serie. [6] Desarrollo Conexión Motor Excitación Independiente.
Figura 1. Circuito motor excitación independiente.
1. Ecuación Velocidad frente al Torque.
2. Ecuación Velocidad frente la Corriente.
3. Ecuación Corriente frente al Torque.
Conexión Motor Serie.
Figura 2. Circuito motor conexión serie.
1. Ecuación Velocidad frente al Torque.
2. Ecuación Velocidad frente la Corriente.
3. Ecuación Corriente frente al Torque.
Conexión Motor Paralelo.
Figura 3. Circuito motor conexión paralelo.
1. Ecuación Velocidad frente al Torque.
2. Ecuación Velocidad frente la Corriente.
Ecuaciones Propias de la Maquina:
Desarrollo:
3. Ecuación Torque frente a la Corriente
Ecuaciones Propias de la Maquina:
Desarrollo:
Conexión motor compuesto corto.
Figura 4. Circuito motor conexión compuesto corto.
1. Ecuación Velocidad frente al Torque.
Ecuaciones Propias de la Maquina:
2. Ecuación Velocidad frente la Corriente.
Donde:
3. Ecuación Torque frente a la Corriente.
Donde:
Conexión Motor Compuesto Largo.
Figura 5. Circuito motor conexión compuesto largo.
1. Ecuación Velocidad frente al Torque.
Ecuaciones Propias de la Maquina:
2. Ecuación Velocidad frente la Corriente.
3. Ecuación Torque frente a la Corriente
Simulaciones Matlab
Figura 6. Menú para seleccionar los tipos de conexiones de los motores. (Matlab) Conexión Excitación Independiente.
Figura 7. Conexión Excitación Independiente curva Velocidad frente al torque. (Matlab)
Figura 8. Conexión Excitación Independiente curva Velocidad frente a la corriente (Matlab)
Figura 9. Conexión Excitación Independiente curva Corriente frente al torque. (Matlab) Conexión Motor Serie.
Figura 10. Conexión Serie curva Velocidad frente al torque. (Matlab)
Figura 11. Conexión Serie curva Velocidad frente a la Corriente (Matlab)
Figura 12. Conexión Serie curva Corriente frente al torque. (Matlab) Conexión Motor Paralelo.
Figura 13. Conexión Paralelo (Shunt) curva Velocidad frente al torque. (Matlab)
Figura 14. Conexión Paralelo (Shunt) curva Velocidad frente a la Corriente (Matlab)
Figura 15. Conexión Paralelo (Shunt) curva Torque frente al Corriente (Matlab) Conexión Compuesto Corto.
Figura 16. Conexión Compuesto Corto curva Velocidad frente al torque. (Matlab)
Figura 17. Conexión Compuesto Corto curva Velocidad frente a la Corriente. (Matlab)
Figura 18. Conexión Compuesto Corto curva Troque frente a la Corriente. (Matlab) Conexión Compuesto Largo.
Figura 19. Conexión Compuesto Largo curva Velocidad frente al torque. (Matlab)
Figura 20. Conexión Compuesto Largo curva Velocidad frente a la Corriente. (Matlab)
Figura 21. Conexión Compuesto Largo curva Torque frente a la Corriente. (Matlab)
Conclusiones y recomendaciones
Español. En este trabajo se puede observar que el programa es muy útil ya que solo se debe ingresar los datos que correspondan a cada curva esto se puede hacer para cualquier tipo de motor de corriente directa y algo muy importante que es muy fácil para el usuario. Una recomendación insertar datos reales de un motor corriente directa ya que estos pueden variar las curvas características.
Referencias
[1]PDF. Motores de Corriente Continua. [En línea]. [Modificada por última vez 02 agosto 2014 a las 20:45].
Disponible en:
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2010/02/motores-electricos-parte-ii1.pdf
[2]PDF. Motores de Corriente Continua. [En línea]. [Modificada por última vez 02 agosto 2014 a las 20:45].
Disponible en:
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2010/02/motores-electricos-parte-ii1.pdf
[3]Motores de excitación independiente. [En línea]. [Modificada por última vez 02 agosto 2014 a las 20:45].
Disponible en:
http://www.monografias.com/trabajos61/motores-corriente-continua/motores-corriente-continua2
[4] Motores de excitación independiente. [En línea]. [Modificada por última vez 02 agosto 2014 a las 20:45].
Disponible en:
[5] Maquinas Eléctricas [Libro]. [Décima Quinta Edición]. Autor: (Stephen J. Chapman)
[6] Gilberto Enríquez Harper "El ABC del control electrónico de las máquinas eléctricas" 2003
Autor:
Cabrera Rodríguez Byron Marcelo
bcabrerar1[arroba]est.ups.edu.ec
Universidad Politécnica Salesiana
Sede Cuenca Maquinas Eléctricas I