MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

La construccin de un motor de cd es similar a la de ungenerador de cd por tratarse de la misma mquina.

Su principio de funcionamiento se basa en la aplicacin dediferentes leyes tales como la ley de induccin electromagnticade Faraday, ley de Lenz y la ley de Ampere.

El giro o rotacin de un motor de cd obedece a la interaccin delos dos circuitos magnticos que tiene, es decir al campomagntico del estator y al campo magntico de la armadura.

La Ley de la Fuerza de Lorentz sepuede demostrar empleando la Reglade la mano izquierda En estailustracin se puede observar el dedondice de la mano izquierda sealandoen la direccin que tienen las lneas deflujo magntico. del imnpermanente (del polo norte al polosur), el dedo medio sealando elsentido de circulacin de la corrienteelctrica I a. travs del cableconductor creando un campoelectromagntico a su alrededor y,finalmente, el dedo pulgar sealandoen la. direccin F en la que semover el cable cuando su campoelectromagntico interacte con elcampomagntico del imn permanente.

DESCRIPCIN DE LA RELACIN ENTRE PAR Y FUERZA

Una bobina de una sola espira montada sobre una estructuraque le permita moverse, conduce corriente en un campomagntico . Se produce una fuerza f1 en el lado 1 de la bobina,lo mismo ocurre en el lado 2 de la bobina desarrollndose unafuerza f2.

El par, tambin conocido como momento de torsin, se definecomo la tendencia de una fuerza y su distancia radial al eje derotacin a provocar un giro.

La fuerza electromagntica producida en un conductor dado dearmadura portador de corriente queda definido por:

El par electromagntico desarrollado por cualquier conductor esen la superficie de la armadura es:

VOLTAJE INDUCIDO EN UNA ESPIRA GIRATORIA

Cuando un conductor se mueve y corta las lneas de campomagntico, de acuerdo con la ley de Faraday se induce un voltajeen el conductor. En un motor de cd, los conductores de laarmadura cortan las lneas de flujo del campo magntico.

El voltaje inducido en el conductor siempre es opuesto al voltajeaplicado a la mquina, a este fenomeno se le conoce comofuerza contra electromotriz (fcem).

La fcem tiene una funcin importante en el funcionamiento delmotor debido a que nos permite limitar la corriente en laarmadura de la mquina.

La magnitud del voltaje inducido depende de:

Nmero de vueltas en el devanado de campo.

Nmero de vueltas de la bobina de armadura.

Densidad de flujo.

Velocidad con la que se cortan las lneas de flujo.

TIPOS DE MOTORES DE CD

Motor de cd de excitacin independiente

Motor de cd en derivacin.

Motor de cd de imn permanente

Motor de cd en serie.

Motor de cd compuesto.

CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CD

El voltaje interno generado (fcem) es:

El par inducido desarrollado por la mquina es:

A

ind A

E k w

k I

MOTORES DE CD DE EXCITACIN SEPARADA

MOTOR DE CD CON EXCITACIN EN DERIVACIN

CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE CD EN DERIVACIN

CURVA CARACTERSTICA TPICA DE PAR VELOCIDAD

MOTOR DE CD DE IMAN PERMANENTE

Para ciertas aplicaciones estos motores ofrecen ciertas ventajasen comparacin con los motores de cd en derivacin. Sonespecialmente comunes en tamaos pequeos.

MOTOR DE CD EN SERIE

En este tipo de motor el devanado de campo es conectado enserie con el devanado de la armadura.

El calibre del alambre del devanado de campo serie es grandedebido a que tiene que soportar la coriente demandada por laarmadura.

Tienen como caracterstica principal que desarrollan un gran parde arranque, sin embargo su velocidad vara considerablementecuando se operan a plena carga y en vaco, llegando incluso adesbocarse si se trabajar sin carga, provocando con ello ladestruccin del mismo.

CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE CD EN SERIE

PAR INDICIDO EN UN MOTOR DE CD EN SERIE

El par inducido esta dado por:

El flujo en la mquina es directamente proporcional a la corriente del inducido

Donde c es una constante de

ind A

A

K I

cI

2

proporcionalidad

Como resultado de esta relacin, est claro que un motor serie proporciona ms par por ampere.

ind A AK I KcI

CURVA CARACTERSTICA TPICA DE PAR VELOCIDAD Y PAR CVORRIENTE DE UN MOTOR SERIE

MOTOR DE CD COMPUESTO

Este tipo de motor tiene conectada la bobina de campo serie y eldevanado de campo shunt con excitacin independiente.

El devanado serie provee al motor un buen par de arranquemientras el devanado en derivacin le permite una muy buenaregulacin de velocidad.

El devanado de campo serie se puede conectar de forma tal queel flujo producido apoye al flujo establecido por la bobina decampo shunt constituyendo lo que se conoce como motorcompuesto acumulativo

Cuando el devanado de campo serie produce un flujo que se opone al flujo de la bobina de campo shunt, el motor se conocecomo motor compuesto diferencial.

Este tipo de motor se puede conectar en derivacin corta o derivacin larga.

La ley de voltaje de Kirchhoff para un motor de cd compuesto es

Las corrientes en el motor estn relacinadas por

T A A A s

A

V E I R R

I

La fuerza magnetomotriz neta es

Donde el signo positivo en la ecuacin est asociado con un motor co

L F

TF

F

net F SE AR

I I

VI

R

mpuesto acumulativo

y el signo negativo est asociado con un motor compuesto diferencial

CARACTERSTICA PAR VELOCIDAD DE UN MOTOR DE CD COMPUESTO ACUMULATIVO

El motor de cd compuesto acumulativo combina las mejorescaractersticas tanto del motor en derivacin como del motor enserie. Al igual que un motor en serie, tiene un par extra para elarranque; al igual que un motor en derivacin, no se desboca envaco.

CONMUTADOR

ESCOBILLAS

ARMADURA

RODAMIENTOS

MANTENIMIENTO A MOTORES DE CD

Porta escobillasComprobar la libre circulacin de las escobillas pero sin grandesholguras para evitar chispazos. Controlar la distancia entre elporta escobillas y el conmutador sea la que indica el fabricante,que suele ser igual o un poco menor a 2 mm.

EscobillasComprobar desgaste de las escobillas cambindolas al llegar a lamarca de mnimo que hay en la misma escobilla.Respetar caractersticas de las escobillas que pone el fabricantey no mezclar diferentes tipos de escobillas en uso.La cantidad de escobillas y caractersticas de las escobillasmontadas por el fabricante se han tomado a partir de la potenciaexigida a la mquina, al variar esta potencia de trabajo continuose debe adecuar la cantidad o caractersticas de las escobillas alas nuevas circunstancias de trabajo para evitar desgastesprematuros de las escobillas o incluso daos en el motor.

ConmutadorEs importante que el conmutador est en buenascondiciones de trabajo teniendo que evitar grasas o aceitesen la superficie del conmutador y vigilando la humedad

excesiva.Los desgastes del conmutador se deben controlar, vigilandoel desgaste entre la zona de paso de las escobillas y la zonapor donde no pasa, teniendo que controlar el desgastemximo y que no se haya ovalado el conmutador teniendolos valores marcados por el fabricante como referencia.

RodamientosLos rodamientos se les debe controlar la temperatura evitando queexceda del valor indicado por el fabricante.

Para alargar la vida til de los cojinetes se debe lubricar correctamenteen la cantidad, tipo de grasa y periodo de tiempo que marca elfabricante. Variar la cantidad por exceso o defecto puede serperjudicial para el motor.

La grasa es aconsejable introducirla con el motor en marcha siempreque esto no implique ningn tipo de peligro al operario. En caso dehacerlo con el motor parado, se debe introducir la mitad de la grasa yse mueve el motor durante un periodo de tiempo para que circule lagrasa por todo el cojinete y se para engrasando el resto de cantidadindicada por el fabricante.

Ventilacin

La ventilacin del motor es importante para refrigerar el trabajodel motor, teniendo que controlar que el tipo de ventilacinutilizada est funcionando correctamente.

Resistencia de aislamiento

Comprobar la resistencia de aislamiento peridicamente segnindique el fabricante para comprobar el correcto aislamiento delos bobinados. Esta tarea se suele realizar con un megohmetro ydebe tener un valor mnimo de aislamiento que marca elfabricante.