Serie, Derivación, Compuesto, Permanente [PDF]

En este artículo, aprenderá a ¿Qué es un motor de corriente continua? ¿Cómo funciona? Y Diferentes tipos de motores de CC Explicado en Estropear, construcción detalle aplicaciónY así sucesivamente.

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Motores y tipos de CC

¿Qué es un motor de corriente continua?

Un motor eléctrico es una máquina que convierte principalmente la energía eléctrica en energía mecánica. Un motor de corriente continua es una máquina eléctrica que convierte la energía mecánica en corriente continua y viceversa.

Los motores de corriente continua (CC) se utilizan ampliamente en la industria manufacturera actual. Los motores de CC se utilizan con frecuencia en aplicaciones automotrices pequeñas y medianas, como robótica y automóviles, debido a su rica funcionalidad.

Los motores de CC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, por lo que existen diferentes tipos de motores de CC que son adecuados para diferentes tareas en la industria manufacturera.

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Funcionamiento del motor de CC

¿Cómo funciona un motor de CC?

Consideremos una parte de un motor de CC multipolar como se muestra en la figura. Cuando se aplica energía de red al conductor de la armadura y se excita el imán, el conductor está sujeto a una fuerza que tiende a hacer girar la armadura.

Se supone que el conductor de la armadura debajo del polo norte fluye la corriente hacia abajo y el polo sur fluye hacia arriba. Aplicando la regla de la mano izquierda de Fleming, podemos encontrar la dirección de la fuerza ejercida sobre cada conductor. Esto se indica mediante una pequeña marca de flecha en el diagrama de cada conductor.

La fuerza “F” a la que está sometido cada conductor tiende a girar la armadura en sentido contrario a las agujas del reloj. El par continuo y unidireccional es generado por un conmutador que invierte la corriente en cada conductor que fluye de un polo a otro.

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Principio de funcionamiento del motor de CC

El motor de funcionamiento del CC se basa en el principio de funcionamiento de que el conductor portador de corriente está sujeto a una fuerza mecánica cuando está en un campo magnético. Guiado por la regla de la mano izquierda de Fleming Y su magnitud viene dada por la siguiente ecuación:

F = Cerveza Newton.

Dónde

• B = densidad de flujo magnético (cub/m²)
• I = corriente a través del conductor en amperios.
• l = longitud del conductor en metros

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Estructura y piezas del motor de CC

La estructura del motor de CC es la misma que la del generador de CC.

La siguiente es una lista de los Piezas del motor de CC:

1. Canesú o marco
2. Poste de campo
3. Bobinado de campo
4. cepillo
5. Escudos finales
6. Núcleo de armadura
7. Bobinado de armadura
8. Conmutador
9. eje

1) Canesú o marco: Es una parte fija llamada arrancador. Las características de Yoke incluyen:

• Soporta el poste de campo y el devanado de campo.
• Proporciona una trayectoria magnética al flujo del campo magnético principal.
• Protege la armadura de daños mecánicos.

2) Poste de campo: Las principales características del poste son:

• Bobinado de campo de soporte.
• Proporciona una ruta de reactancia de baja velocidad al flujo del campo magnético principal.
• El flujo magnético principal se distribuye uniformemente por toda la circunferencia de la armadura.

3) Devanado de campo: Cuando la CC pasa a través de él, se genera un campo magnético.

4) Pinceles: Reciben CC de la red eléctrica y la alimentan a través del conmutador a los devanados de la armadura.

5) Escudo final: Las características clave incluyen:

• La armadura soporta el cojinete giratorio.
• Cubra y proteja la armadura.

6) Núcleo de armadura: Se adapta a los devanados en las ranuras y proporciona una ruta de baja reactancia al flujo del campo principal y al flujo de la armadura.

7) Bobinado de la armadura: Cuando fluye una corriente eléctrica, se genera un flujo magnético de inducido. Este flujo magnético reacciona con el flujo del campo magnético principal para generar rotación o par.

8) Conmutador: Recoge CC de las escobillas, la convierte en CA y la alimenta a los devanados de la armadura.

9) Patrón S: Las características clave incluyen:

• Soporta armaduras, bobinados y conmutadores.
• Ayuda a que la armadura gire.

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Tipos de motores de CC

La siguiente es una lista de los 3 Principales tipos de motores de corriente continua:

1. Motor de CC de excitación por separado
2. Motor de CC de imanes permanentes
3. Motor de CC autoexcitado
4. Motor de CC de bobinado de derivación
5. Motor de CC de bobinado en línea
6. Motor de CC de bobinado compuesto
7. Motor de CC compuesto acumulativo
8. Motor de CC compuesto diferencial
9. Motor de CC de derivación corta
10. Motor de CC de derivación larga

#1 Motor de CC excitado individualmente

En este tipo de motor de CC, la fuente de alimentación se da por separado al devanado de campo y al devanado de la armadura. En este caso, el devanado de campo es alimentado por otra fuente de corriente continua externa, por lo que la corriente del inducido no fluye a través del devanado de campo.

Entonces, a partir de la ecuación de par de un motor de CC, obtenemos:

T_g = K_Ser φ Yo_Ser

En este caso, el par cambia debido a un cambio en el flujo de campo φ, independiente de la corriente del inducido Yo_Ser.

#2永久磁石DCモーター

Los motores de CC de imanes permanentes tienen devanados de armadura como los motores normales, pero sin devanados de campo. En este tipo de motor de corriente continua, se coloca un imán permanente magnetizado radialmente dentro del núcleo del estator, que genera flujo magnético. Al mismo tiempo, el rotor consta de una armadura de CC convencional con segmentos de conmutador y escobillas.

Al aplicar la ecuación de par de un motor de corriente continua,

T_g = K_Ser φ Yo_Ser

El valor de φ Los imanes permanentes de la densidad de flujo magnético requerida se seleccionan en el momento de la fabricación y no se pueden cambiar posteriormente, por lo que son constantes.

Para motores de CC de imanes permanentes,

T_g = K_{A1 (japonés)} Yo_Ser

Dónde K_{A1 (japonés)} =K_Ser.φ es una constante.

En este caso, el par del motor de CC se puede ajustar controlando la fuente de alimentación de la armadura.

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#3 自愕型 Motor de CC

En los motores de CC autoexcitados, los devanados de campo están conectados en serie o en paralelo, y algunos en serie o parcialmente en paralelo con los devanados de la armadura. Los motores de CC autoexcitados se dividen en tres tipos:

Este tipo de motores de CC tienen una conexión, es decir, una característica de los devanados de campo asociados con la armadura.

1. Motor de bobinado de derivación: Un devanado de campo está conectado en paralelo con la armadura.
2. Motor de bobinado en serie: El devanado de campo del motor está conectado en serie con la armadura.
3. Motor de bobinado compuesto: Tiene dos devanados de campo, uno conectado en paralelo con la armadura y el otro en serie con la armadura..

#4シャント巻線モーター

Un motor de derivación de CC (también conocido como motor de CC de devanado de derivación) es un tipo de motor de CC autoexcitado, en el que el devanado de campo se agita o se conecta en paralelo al devanado de la armadura del motor. Dado que están conectados en paralelo, la armadura y los devanados de campo están expuestos a la misma tensión de alimentación.

Sin embargo, como se muestra en la figura anterior, hay ramas separadas para los flujos de corriente de inducido y corriente de campo.

Principio de estructura y funcionamiento

La estructura del motor de derivación de CC es similar a la de otros tipos de motores de CC, como se muestra en la figura. Este motor puede constar de piezas básicas como devanados de campo (estator), conmutador, armadura (rotor), etc.

El principio de funcionamiento del motor de derivación de CC se produce cada vez que se enciende el motor de CC. De repente, la CC fluye a través del estator y a través del rotor. Este flujo de corriente crea dos campos magnéticos, en particular, un polo y una armadura.

En la distancia de aire entre la armadura y la zapata de campo, hay dos campos magnéticos, que reaccionan entre sí para girar la armadura. El conmutador invierte la dirección del flujo de corriente en la armadura a intervalos regulares.

Por lo tanto, el campo de la armadura siempre mantiene la armadura girando en direcciones iguales, a diferencia del campo de polos.

Ventajas del motor de bobinado de derivación de CC

Las ventajas de los motores de bobinado de derivación son las siguientes:

1. Los motores de derivación de CC se pueden utilizar en aplicaciones industriales pesadas con una amplia gama de pares y velocidades.
2. Es un motor de bobinado de derivación que puede funcionar a una velocidad predeterminada.
3. Las fuentes de alimentación de motores de CC son económicas.

Desventajas del motor de bobinado de derivación de CC

Las desventajas de los motores de bobinado de derivación son las siguientes:

1. La instalación de motores de bobinado de derivación de CC es costosa en comparación con otros tipos de motores.
2. Dado que los motores de derivación son motores de velocidad constante, están en desventaja cuando deben funcionar a velocidades variables.
3. Los motores de bobinado de derivación son imprecisos en funcionamiento a baja velocidad.

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#5シリーズ巻線モーター

Los motores de la serie DC son similares a otros motores, porque la función principal de este motor es convertir la energía eléctrica en energía mecánica. El funcionamiento de un motor en serie depende básicamente del principio electromagnético.

Cada vez que un campo magnético está casi formado, un conductor energizante puede cooperar con el campo magnético externo para generar un movimiento de rotación.

Estructura del motor de la serie DC

El motor de la serie DC consta de rotor (armadura), conmutador, estator, eje, devanado de campo y escobilla. La parte fija del motor es el estator, que se compone de dos o más partes de polos electromagnéticos.

El rotor consta de una armadura y un devanado del núcleo asociado con la armadura. La fuente de alimentación en la matriz de escobillas asociada con el conmutador se puede conectar al devanado de la armadura.

El rotor contiene un eje central para la rotación, y una gran cantidad de corriente fluye a través del devanado, por lo que el devanado de campo debe ser capaz de mantener una corriente más alta, y el par generado por el motor será mayor.

Principio de funcionamiento del motor de la serie DC

Se aplica una fuente de voltaje externa en una configuración en serie de devanados de campo y armaduras. Por lo tanto, un extremo de la fuente de voltaje está unido al devanado y el otro a la armadura a través de un cepillo.

Inicialmente, el motor se enciende en una fuente de voltaje conectada al motor, y tanto los devanados del motor como la armadura consisten en un conductor grande, que forma una gran cantidad de corriente y minimiza la resistencia a la trayectoria de la corriente. Una gran corriente que fluye a través de los devanados genera un fuerte campo magnético.

Este fuerte campo magnético ejerce un alto par sobre el eje de la armadura y ejerce una acción de rotación de la armadura. Por lo tanto, el motor comienza a girar inicialmente a la velocidad máxima. Una armadura que gira en presencia de un campo magnético genera una fuerza electromotriz inversa, que limita la acumulación de corriente en la combinación de armadura y devanado en serie.

Por lo tanto, el motor en serie proporciona la velocidad y el par máximos una vez arrancado, pero a medida que la velocidad aumenta gradualmente, el par disminuye debido a la baja corriente. En la práctica, esto es necesario para el motor. Debido al alto par proporcionado por la armadura, la carga en el eje está configurada para girar primero.

Como resultado, el bajo par impulsa la carga hacia adelante. Esto mejora aún más la disipación de calor del motor. Sin embargo, la cantidad de par producido por el motor es directamente proporcional a la corriente del devanado.

Ventajas del motor de bobinado de la serie DC

Las ventajas de los motores de bobinado en serie son las siguientes:

1. El par de arranque de los motores de la serie de CC es relativamente alto en comparación con otros motores, por lo que dichos motores se utilizan ampliamente en aplicaciones de tracción.
2. Se puede utilizar para alimentación de CA o CC. Es por eso que también se le llama motor universal.
3. Los motores de derivación generan más energía en el mismo tamaño de estructura que los motores de derivación de CC.

Desventajas del motor de bobinado de la serie de CC

Las siguientes son las desventajas de los motores de bobinado en serie:

1. El control de velocidad y la regulación del motor de la serie DC no son suficientes.
2. El motor de la serie DC debe cargarse antes de arrancar. Por lo tanto, los motores de la serie DC no son adecuados para su uso porque no se cargan en las primeras etapas.

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#6コンパウンド巻線モーター

El motor de CC de bobinado compuesto es un tipo de motor autoexcitado, que se compone de una serie de bobinas de campo y bobinas de campo de derivación, montadas en el devanado de la armadura. Ambas bobinas de campo proporcionan la cantidad esperada de flujo magnético que se une con la bobina de armadura y proporciona el par necesario para facilitar la rotación a la velocidad deseada.

Como todos sabemos, el motor de bobinado compuesto está formado básicamente por la fusión de un motor de CC bobinado en derivación y un motor de CC bobinado en serie, que tiene mejores características de cierre para ambos tipos.

Al igual que el devanado de derivación, el motor de CC tiene características de regulación de velocidad de alta eficiencia, mientras que el motor de la serie de CC tiene un alto par de arranque. Por lo tanto, el motor de CC bobinado compuesto compromete ambas características y tiene una excelente combinación de regulación de velocidad adecuada y alto par de arranque.

Sin embargo, su par inicial no es tan alto como el de un motor de corriente continua, y la regulación de la velocidad tampoco es tan buena como la de un motor de derivación de corriente continua. Las características generales de un motor de derivación de CC se encuentran entre estos dos extremos.

Ventajas del motor de bobinado compuesto de CC

Las ventajas de los motores de bobinado compuestos son las siguientes:

1. El motor puede arrancar y detenerse rápidamente.
2. La inversión y aceleración del motor se puede hacer rápidamente.

Desventajas de los motores de bobinado compuesto de CC

Las desventajas de los motores de bobinado compuesto incluyen:

1. Los costos de operación y mantenimiento de los motores de bobinado compuestos son elevados.
2. El motor de CC no puede funcionar en situaciones peligrosas en las que hay chispas en las escobillas del motor.

Los motores de CC combinados se pueden dividir en dos tipos según la naturaleza del compuesto.

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#7累積複合DCモーター

Cuando el flujo de campo de derivación ayuda, el flujo de campo principal generado por el flujo de campo principal conectado en serie con los devanados del inducido se denomina motor de CC compuesto acumulativo.

#8ディファレンシャルコンパウンドDCモーター

Cuando el devanado de derivación y el devanado en serie están dispuestos de tal manera que el flujo de campo generado por el devanado de campo de derivación reduce el efecto del flujo magnético causado por el devanado de campo en serie principal, se denomina motor de CC compuesto diferencial.

Ambos tipos de motores de CC compuestos pueden ser de tipo de cierre corto o de cierre largo, dependiendo de la naturaleza de la disposición.

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#9ショートシャントDCモーター

Cuando el devanado del campo de derivación del motor está conectado en paralelo con el devanado de la armadura, se conoce como motor de CC de derivación corta. En la figura anterior se muestra un diagrama esquemático de un motor de derivación corta.

#10ロングシャントDCモーター

Cuando el devanado del campo de derivación del motor está conectado en paralelo tanto al devanado de la armadura como al devanado de campo en serie, se conoce como motor de CC de derivación larga. En la figura anterior se muestra un diagrama esquemático de un motor de derivación larga.

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Aplicaciones de los motores de corriente continua:

1. Motor de serie: Se utiliza en piezas de fracción eléctrica, locomotoras eléctricas, carros, grúas, polipastos, transportadores, etc., donde se requieren pares de arranque muy altos y velocidades variables. Compresores de aire, aspiradoras, secadoras, máquinas de coser, etc.
2. Motor de derivación: Tornos, bombas centrífugas, ventiladores, bombas alternativas, taladradoras, mandrinadoras, etc., son lugares donde se requiere una velocidad constante con un par de arranque bajo. Máquinas de hilar, telares, etc.
3. Motor compuesto: Se utiliza en lugares donde se aplican o eliminan cargas repentinas, como cizallas, punzones, máquinas cortadoras de carbón, elevadores, transportadores, planificadores pesados, trenes de laminación, máquinas de hielo, máquinas de impresión, compresores de aire, etc.

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