MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL. CIRCUITOS ELÉCTRICOS. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA. Ing. JORGE COSCO GRIMANEY. - PowerPoint PPT Presentation

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  • MOTORES DE CORRIENTE CONTINUAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILCIRCUITOS ELCTRICOS Ing. JORGE COSCO GRIMANEY

  • Las mquinas elctricas son convertidores electromecnicos capaces de transformar energa desde un sistema elctrico a un sistema mecnico o viceversa

  • Clasificacin:

  • MQUINAS ELCTRICAS

    En los motores elctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magntica ejercida por el campo magntico y la corriente elctrica. Se transforma la energa elctrica en energa mecnica.

  • Fuerza y Torque sobre una espira con corriente

  • ESPIRA QUE ROTA ENTRE CARAS POLARES

  • Si en lugar de un conductor rectilneo 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 vare el flujo magntico abrazado por la misma, se detectar la aparicin de una corriente elctrica que circula por la resistencia y que cesar en el momento en que se detenga el movimiento. El sentido de la corriente viene determinado por la ley de Lenz.Principio de funcionamiento de un generadoreind = 2vBl

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

  • eind = 2vBl

  • Funcionamiento del Motor DCCampo Magntico en el Motor DC

    Cuando una corriente elctrica pasa a travs de un cable conductor inmerso en un campo magntico, la fuerza magntica produce un par el cual provoca el giro del motor

  • Fuerza Magnticaen el Motor DCCuando una corriente elctrica pasa a travs de un cable conductor inmerso en un campo magntico, la fuerza magntica produce un par el cual provoca el giro del motor

  • Movimiento de la espiraCuando una corriente elctrica pasa a travs de un cable conductor inmerso en un campo magntico, la fuerza magntica produce un par el cual provoca el giro del motor

  • Paren el Motor DCCuando una corriente elctrica pasa a travs de un cable conductor inmerso en un campo magntico, la fuerza magntica produce un par el cual provoca el giro del motor

  • PARTES DE UN MOTOR DE CC

  • Para funcionar, precisa de dos circuitos elctricos:

    El circuito de campo magntico El circuito de la armadura.

    El campo magntico (bsicamente un imn o un electroimn) permite la transformacin de energa elctrica recibida por la armadura en energa mecnica entregada a travs del eje. La energa elctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magntico. Es decir ninguna parte de la energa elctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energa mecnica.

    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 energa elctrica en energa mecnica que se entrega a travs del eje del motor.

  • El motor de corriente continua est compuesto de 2 piezas fundamentales : Rotor(circuito de armadura o inducido)

    EjeNcleo y DevanadoColectorTapasConstituye la parte mvil del motor, proporciona el par para mover a la carga.Est formado por

  • Eje : Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotacin al ncleo, devanado y al colector.

    Ncleo : Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su funcin es proporcionar un trayecto magntico entre los polos para que el flujo magntico del devanado circule.Este ncleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado).Rotor

  • Devanado : Consta de bobinas aisladas entre s y entre el ncleo de la armadura. Estas bobinas estn alojadas en las ranuras, y estn conectadas elctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conduccin conmutado.

    Colector : Denominado tambin conmutador, est constituido de lminas de material conductor (delgas), separadas entre s 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 ste y est en contacto con las escobillas.La funcin del colector es recoger la tensin producida por el devanado inducido, transmitindola al circuito por medio de las escobillas.

  • ArmaznImn permanenteEscobillas y portaescobillasEstatorConstituye la parte fija de la mquina. Su funcin es suministrar el flujo magntico que ser usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.Est formado por CarcasaConstitucin general:MOTORES DC

  • Armazn : Denominado tambin yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magntico del rotor y del imn permanente, para completar el circuito magntico.

    Imn permanente : Compuesto de material ferromagntico altamente remanente, se encuentra fijado al armazn o carcasa del estator. Su funcin es proporcionar un campo magntico uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interacte con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interaccin de estos campos.MOTORES DC

  • Espiras y Bobinas

  • FLUJO DE POTENCIAS EN MAQUINAS de CC

  • FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN MOTORES de CC

  • FLUJO DE POTENCIA Y PERDIDAS EN GENERADORES de CC

  • TIPOS de MOTORES CC

  • Motor de Corriente Directa (DC):Los distintos modos de conectar los arrollamientos de excitacin de los motores de corriente continua constituyen la base para poder modificar ampliamente las formas de funcionamiento de estos motores. Segn sea la conexin elegida, los motores reciben nombres especiales.

    A continuacin se exponen los sistemas de excitacin ms utilizados en la prctica:- Excitacin por Imanes Permanentes.- Excitacin Independiente.- Auto excitacin.- Excitacin Serie.- Excitacin Paralelo.- Excitacin Compuesta.

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA CON EXCITACIN SEPARADA

  • CIRCUITO EQUIVALENTE CON EXCITACIN SEPARADA

  • CIRCUITO EQUIVALENTE EN DERIVACIN

  • VT = EA + IARA VT = K + IARA

  • Un motor en derivacin de 50 Hp, 250 V, 1200 rev/min con devanados de compensacin, 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 vaci de 1200 rev/min. Tiene 1200 vueltas por polo en el devanado en derivacin. IF es constanteDibujar la caracterstica par velocidad del motor cuando IL es 100 A, 200 A y 300 A

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR EN SERIE

  • ind = KIA = KcIA2VT = EA + IA (RA + RS)

  • CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR COMPUESTOVT = EA + IA (RA + RS)IA = IL - IFIF = VT/RF

  • PROBLEMA

  • APLICACIONES de losMOTORES de CC

  • MODIFICACIN DE LA VELOCIDAD; actuando sobre la alimentacin de los devanados del motor.a.1.- Una opcin consiste en modificar el flujo de excitacin que crea el inductor, es decir, Vf, as, cambiar la velocidad y el par. Como los cambios de la velocidad y el par tienen tendencia contraria, la potencia, puede permanecer constante. (Regulacin de campo o de potencia constante).a.2.- Otra opcin consiste en mantener el flujo de excitacin que crea el inductor y variar la tensin del inducido Va, en este caso se modificara la velocidad ya que la corriente de armadura Ia permanece prcticamente constante. El par permanecer constante al no variar la corriente de armadura pero la potencia proporcionada variara como consecuencia del cambio en la velocidad. (Regulacin del inducido o de par constante).Motor de Corriente Directa (DC):

  • TacogeneradoresPara el control de mquinas operatrices de control numrico, mquinas textiles y otras aplicaciones que requieran velocidad continua controlada o aceleraciones y desaceleraciones de programas prefijados.

  • Variadores monofsicos/ trifsicos CA/CC

  • Troceadores o Choppers CC/CC

  • Troceadores o Choppers CC/CC

  • Actuadores : CONVERTIDOR:Debe permitir obtener tensin y corriente directa e inversa para poder trabajar en 4 cuadrantes.La tensin media de salida debe variar linealmente con la seal de control para obtener una buena precisin del control de posicin.Debe proporcionar una corriente con un buen factor de forma para minimizar las fluctuaciones en la velocidad y par del motor.TROCEADORESRECTIFICADORES CONTROLADOS

  • Motores paso a paso: CaractersticasSimilares a los motores de corriente continua.Diferencia principal: se usan ms para posicionamiento electromecnico.Otras diferencias:la conmutacin de polos es externa;n polos grande, paso pequeo ->precisin en movimientosn de polos variable (relacionado con n pasos necesario para completar una vuelta)

  • Motores paso a paso: Tipos de steppersExisten 3 tipos bsicos:

    De reluctancia variableDe imn permanenteHbridos

    Se diferencian por el tipo de construccin (uso o no de imanes permanentes en el rotor y estatores de acero laminado).

  • Motores bipolares

  • Motores unipolares

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