Sistemas de excitación en motores de corriente continua.

                      El acoplamiento entre el sistema eléctrico y mecánico se produce mediante el campo magnético inductor y este puede producirse mediante imanes permanentes, solución que solo se emplea en motores de muy poca potencia, o lo que es más común por electroimanes alimentados por corriente continua, constituyendo el devanado inductor de la máquina, según sea la alimentación de estas bobinas, las máquinas pueden ser de excitación independiente o autoexcitadas.

Excitación independiente.

El esquema de un motor de excitación independiente es como el que se observa en la figura, distinguiéndose claramente dos circuitos eléctricos independientes, el de excitación o inductor, y el de inducido, por lo que podemos establecer, según la ley de Kirchhoff, dos ecuaciones eléctricas. RA es un reostato para regular Ii, e inicialmente su valor es cero.

Excitación independiente
Excitación independiente

La velocidad no varía con la carga, se consigue una variación escalonada de la velocidad.

Uex = Iex   (Rex+ Rt)

U = Ii (Ri + Ra) + E´+ 2 Ue

E´ Fuerza Contraelectromotriz. Proporcional a la velocidad.

Ue Caida de tensión en la escobilla.

Ii Intensidad Inducido.

Iex Intensidad inductor

Autoexcitación Shunt o Paralelo.

                    El esquema de un motor autoexcitación shunt o derivación es como el de la figura, donde se observa que el devanado inductor está conectado en paralelo con el devanado del inducido, por lo que en este caso la tensión de la red alimenta a las dos ramas del circuito y la intensidad absorbida de la red se reparte entre la intensidad del inducido, por donde se derivará la mayor parte de la corriente y la intensidad de excitación derivación que será de un valor muy reducido, por lo que la resistencia de esta rama debe ser muy elevada, lo que provoca que el devanado de excitación shunt esté construido con muchas espiras de hilo fino. De lo contrario el par sería muy pequeño.

Excitación Shunt o Paralelo
Excitación Shunt o Paralelo

shunt450px

Esta conexión presenta una gran estabilidad de velocidad de funcionamiento al variar la carga.

Ub = Iex   (Rex+ Rt)

Ub = Ii (Ri + Ra) + E´+ 2 Ue

Excitación Serie    

       El esquema de un motor autoexcitación serie es como el de la figura, donde se observa que el devanado inductor está conectado en serie con el devanado del inducido, por lo que en este caso solamente hay un circuito eléctrico, la intensidad del inducido y la de excitación serie serán iguales, y de valor muy elevado, para que no ocasionen caídas de tensión elevadas en el devanado del inductor es preciso que tenga pocas espiras y además estas deben ser de hilo grueso. de lo contrario la velocidad sería muy pequeña.

Al aplicar la ley de Kirchhoff a esta malla se obtiene la ecuación eléctrica:

Exitación serie
Exitación serie
Excitación serie
Excitación serie

Estos conexión presenta un buen par de arranque.

Ub = I (Rex + Ri + Ra ) + E´+ 2 Ue

Excitación Compound

                  Para aprovechar las características que tiene cada uno de los dos motores anteriores, se recurre al montaje de un sistema de excitación que los combina, es llamado compound, o compuesto, y pude ser largo o corto, según que el devanado derivación comprenda o no al devanado serie.

En estos motores, parte del devanado excitador se coloca en serie y parte en paralelo.

Presentan características intermedias entre el motor serie y shunt, mejorando la precisión y estabilidad de marcha del paralelo y el par de arranque del serie y no corre el riesgo de embalarse al perder la carga.

Derivación Larga
Derivación Larga

Derivación Corta

Derivación Corta

compund450px

Este sistema proporciona un par de arranque grande, evitando problemas de empalamiento.

NOTA

          Los motores tienen una placa de bornas que es donde se encuentran los extremos de cada uno de los bobinados del motor, y es sobre esta placa de bornas donde se efectúan las conexiones necesarias de la máquina.

             Estas bornas se identifican por dos letras mayúsculas consecutivas, de modo que la corriente que circula por el devanado va desde la letra que ocupa el primer lugar en el alfabeto, hasta la que ocupa el lugar siguiente.

  • Devanado inducido A-B.
  • Devanado autoexcitación shunt, o derivación C-D.
  • Devanado de excitación serie E-F.
  • Devanado de excitación independiente J-K.
  • Devanado de los polos de conmutación o auxiliares G-H.
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