En primer lugar vamos a identificar las distintas potencias que están presentes en un motor de corriente continua.
- Pab Potencia absorbida, es la potencia que el motor toma de la red y es igual al producto de la tensión de la red o de la línea, aplicada en bornas del motor, por la intensidad de la línea.
- PCu Potencia de pérdidas en el cobre son las que se producen por efecto Joule, cuando un conductor es recorrido por corriente eléctrica, en nuestro caso hay de dos tipos: pérdidas de excitación o en el devanado inductor, cuya expresión es el producto de la resistencia del devanado de excitación por el cuadrado de la intensidad de excitación.
Y pérdidas en el devanado inducido, cuya expresión es el producto de la resistencia del devanado inducido por el cuadrado de la intensidad de inducido.
Pcu (in) = Rin Iin²
- Pmi Potencia mecánica interna, la potencia eléctrica interna en el seno del motor se convierte en potencia mecánica interna, cuya expresión es el producto del par en el eje por la velocidad de giro.
- PFe Pérdidas en el hierro, son pérdidas de tipo magnético que se producen debido al asentamiento de corrientes parásitas de Foucault y debido al ciclo de histéresis que presentan los núcleos magnéticos (para minimizar, en lo posible, este tipo de pérdidas es por lo que los núcleo magnéticos no se construyen macizos, si no por capas de pequeño espesor). Son difíciles de cuantificar.
- Pm Pérdidas mecánicas, debidas sobre todo a rozamientos entre elementos mecánicos del motor (rodamientos, cojinetes, escobillas,…), también son difíciles de cuantificar.
Se puede conocer estas perdidas en el hierro y mecánicas cuando se conoce la potencia absorbida en vacio y se conocen las pérdidas en el cobre, ya que en vacio toda la potencia que se absorbe de la red eléctrica son pérdidas y éstas coinciden con las pérdidas mecánicas del motor, ya que no hay potencia útil en el eje. - Pu Potencia útil es la potencia mecánica que se dispone en el eje del motor y se calcula restando a la potencia mecánica interna las pérdidas en el hierro y mecánicas.
Igualmente se expresa como el producto del par útil en el eje por la velocidad de giro.
Pu = Pab – Pcu (ex) – Pcu(in) – Pm – Pfe = Pmi
Se define el rendimiento de un motor de c.c. como el cociente entre la potencia útil que se dispone en el eje, para realizar un trabajo mecánico rotativo y la potencia que se absorbe de la red eléctrica, se suele expresar en %.
En los motores de c.c. este rendimiento varía entre el 75% y el 95%, siendo tanto mejor cuanto mayor es la potencia de motor.