Anális Anál isiis no li lin nea eall de un mot oto or dc en derivación El flujo
∅
+ond +ondee EA y n repres represent entan an los valore valoress de referencia de voltaje y velocidad, respectivamente. &'(
y el voltaje interno generado EA
por una máquina de cd es una función no lineal de su fuerza magnetomotriz, entonces cualquier cosa que cambie la fuerza magnetomotriz de una máquina tendrá un efecto no lineal en el voltaje interno generado por la máquina. Los dos dos facto actore ress más impo imporrtant tantes es que que contri contribuy buyen en a la fuerza fuerza magnet magnetomo omotri trizz de la máquina son la corriente de campo y la reacción del inducido, si es que ésta eiste. !uesto que la curva de magnetización es una gráfica directa de EA versus IF a cierta cierta velocida velocidad d vo dada, dada, el efecto de cambiar la corriente de campo de la máquina máquina se puede determinar determinar directame directamente nte a partir de ella. "i una máquina presenta reacción del inducido, su flujo se reducirá a medida que aumenta la carga. En un motor dc en derivación, la fuer fuerza za magn magnet etom omot otri rizz tota totall es igua iguall a la fuerza fuerza magne magnetom tomotr otriz iz del circui circuito to de campo campo menos menos la fuerza fuerza magne magnetom tomotr otriz iz debida debida a la reacción del inducido. #A$%. &'( &)(
F n et = N F I F − F RA ( 1 )
-ontrol de elocidad elocidad de los motores dc en derivación. !ara lograr el control de velocidad se utilizan dos dos méto método doss comu comune ness y un méto método do meno menoss usual. Los métodos son* '. Ajustar Ajustar la resisten resistencia cia de campo campo #por lo tanto el flujo de campo%. /. Ajustar el voltaje en las terminales aplicado al inducido. ). 0nse 0nsert rtar ar una una resi resist sten enci ciaa en seri seriee con con el circuito del inducido y con lo cual ajusta el voltaje en las terminales aplicadas al inducido #este es el método menos usual para controlar la velocidad%. Cambio de la Resistencia de Campo !ara entender lo que sucede lo resumiremos de la siguiente manera*
'. 1n incremento
de
Rf
caus causaa una una
disminución de* El voltaje resultante EA puede ser determinado localizando la corriente equivalente en la curva de magnetización. En un motor dc en derivación la corriente equivalente de campo está dada por* &)(
I F =(V T R F ↑ )
/. 1na disminución de
F RA
¿
I F = I F −
N F
( 2)
I F
disminuye a ∅
). 1na disminución de ∅ disminuye a*
E A = K ∅ ↓ w m ˈ
La ecua ecuaci ción ón del del volt voltaj ajee indu induci cido do en una una máquina de cd cuando la velocidad está dada en revoluciones por minuto es* &)(
E A = K ∅ nm ( 3 ) ˈ
!ara cierta corriente de campo efectiva, el flujo en la máquin máquinaa es fijo, fijo, por por lo que que el volt voltaj ajee inte intern rno o gene genera rado do está está rela relaci cion onad ado o con con la velocidad por medio de* &)(
E A E A 0
=
nm n0
2. 1na disminución de
aumenta a*
I A =( V T − E A ↓) ¿ R A
3. 1n aumento de
I A
τ ind = K ∅ ∅ ↓ I A ↑
(4)
E A
aumenta a
(El cambio IA más
grande que ∅)
τ ind
4. 1n aumento de
τ ind
6
τ carga
5ace que*
7 aumenta la velocidad
wm
8. 1n aumento de
wm
causa otro aumento
E A = K ∅ wm ↑ ˈ
de
9. 1n aumento de
E A
:. 1na disminución de
τ ind
5asta que
velocidad
wm
disminuye
I A
I A
disminuye
τ ind = τ carga
a una
más alta. . Efecto de -ontrol de velocidad con resistencia de campo de un motor en derivación.
El efecto de incrementar la resistencia de campo en la caracter;stica de salida de un motor de cd en derivación se puede observar en la figura.
La figura a% muestra la caracter;stica en las terminales del motor dentro del intervalo desde condiciones en vac;o 5asta plena carga. !ara los motores que operan entre condiciones de vac;o y plena carga, se puede esperar que un incremento en $< aumente la velocidad de operación.&'( A5ora la figura b%, que muestra la caracter;stica de las terminales del motor dentro del intervalo completo de condiciones desde vac;o 5asta plena carga. Este efecto se presenta debido a que a velocidades muy bajas el incremento en la corriente del inducido causado por el decremento en EA no es lo suficientemente grande como para compensar el decremento en el flujo en la ecuación de par inducido. &'(
Cambio de voltaje en el Inducido
. -ontrol de voltaje en el inducido.
Es otra manera de controlar la velocidad, implica cambiar el voltaje en el inducido sin cambiarle el voltaje al campo.
V A
'. 1n incremento de
. Efecto de -ontrol de velocidad de voltaje del inducido de un motor en derivación.
aumenta:
I A =( V A ↑− E A )¿ R A Insertar una resistencia en serie con el circuito del inducido
I A
/. El incremento de
aumenta a*
τ ind = K ∅ I A ↑
τ ind
). El incremento en
τ carga
wm
y aumente a
2. 1n aumento de
5ace que
wm
τ ind
6
El efecto es que la pendiente de la caracter;stica par?velocidad del motor se incrementa drásticamente y 5ace que opere en forma más lenta si está cargado. La inserción de un resistor es un método de control de velocidad que causa muc5o desperdicio, puesto que son mu y grandes las pérdidas en el resistor insertado. !or esta razón casi no se utiliza.
.
causa otro aumento en
E A = K ∅ wm ↑
3. 1na incremento en
E A
disminuye a
I A =( V A ↑− E A )¿ R A
. 4. 1na disminución de
. Efecto de -ontrol de velocidad de resistencia de voltaje del inducido de un motor en derivación.
I A
disminuye
τ ind 5asta que τ ind = τ carga a una velocidad
wm
más alta.
En el control por resistencia de campo, mientras más baja sea la corriente de campo en un motor de cd en derivación, más rápido girará; mientras más alta sea la corriente de campo, más lento girará! "uesto que un incremento en la corriente de campo causa una disminución de la velocidad! El control de resistencia de campo puede controlar la velocidad del motor en el caso de velocidades
superiores a la velocidad base, pero no en el de velocidades por debajo de la velocidad base! En el control de voltaje del inducido, mientras más bajo sea el voltaje del inducido en un motor de cd de ecitación separada, más lento girará@ y mientras más alto sea, más rápido girará. !uesto que un incremento del voltaje del inducido provoca un incremento de la velocidad. El control de voltaje del inducido puede controlar la velocidad del motor para velocidades inferiores a la velocidad base, pero no en el caso de velocidades superiores a la velocidad base. "i se combinan estas dos técnicas de control de velocidad en el mismo motor, se puede obtener un intervalo de variación de velocidad de 5asta 2 a ' o más. ay una diferencia significativa en los l;mites del par y de la potencia de las máquinas con estos dos tipos de control de velocidad. El factor limitante en ambos casos es el calentamiento de los conductores del inducido, que establece el l;mite superior de la magnitud de la corriente IA. del inducido !ara el control de voltaje del inducido, el flujo en el motor es constante, por lo que el par máimo en el motor es*
τ max = K ∅ I A ,max ( 5) Este par máimo es constante sin que importe la velocidad de rotación del motor. !uesto que la
potencia que sale del motor está dada por ! 3 tv, la potencia máima del motor a cualquier velocidad con el control de voltaje del inducido es de*
Pmax =τ max wm ( 6 )
. L;mites del par y la potencia en función de la velocidad del motor en derivación con control de voltaje de inducido y resistencia de campo [1] #aquina
&an
El$ctricas *
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+.btenido de: &ttps://es!scribd!com/doc/012132 /Apuntes4#otor4en45erivacion &)( Bbtenido de* 5ttp*CCbiblioteca.uns.edu.peCsaladocentesCarc5ivo zCcurzozCsesionD:./DecitacionDdeDlasDmaquin asDdeDc.c..pdf &2( Bbtenido de* 5ttp*CCes.slides5are.netCsorzuaC'?/?control?de? velocidad?de?un?motor?cd?en?derivacion
