Control de velocidad del motor de CC

<p style=”text-align: justify;”>El control de velocidad del motor de CC significa tener control total sobre la velocidad del motor de CC. La variación de velocidad del motor de CC debido a la variación de carga no es el control de velocidad. Por lo tanto, la variación intencional en la velocidad del motor de CC se denomina control de velocidad.

Como sabemos que para un motor de CC con resistencia de armadura Ra, que gira a una velocidad ωm,

Vt = Ea + IaRa donde Ea = Fuerza contraelectromotriz, Ia = Corriente de armadura y Vt = Tensión de alimentación

Pero Ea = KaØωm donde Ka = constante = PZ/2πa entonces,

KaØωm = Vt – IaRa

Por tanto, ωm = Velocidad = (Vt – IaRa) /KaØ ………………………………(1)

De la ecuación (1), está claro que la velocidad de un motor de CC se puede controlar mediante los siguientes métodos:

• Al variar la resistencia del circuito de armadura

• Al cambiar el flujo de campo

• Variando el voltaje del terminal del inducido, es decir, el voltaje de suministro.

Discutiremos el primer método de control de velocidad, es decir, cambiando la resistencia del circuito de armadura para el motor de derivación de CC en esta publicación.

Control de velocidad variando la resistencia del circuito de armadura:

Este método se denomina método de control de resistencia del circuito de armadura. En este método, se inserta intencionalmente una resistencia externa en el circuito de armadura del motor de CC. A medida que se agrega una resistencia externa, habrá una pérdida de potencia en esta resistencia debido a que la velocidad del motor de CC será menor que la velocidad de la placa de identificación o la velocidad base.

Entrada de potencia = Pérdida en resistencia externa + Salida de potencia del motor, despreciando las pérdidas del motor.

Por lo tanto, la potencia de salida del motor de CC se reducirá. Por lo tanto, mediante el método de control de resistencia del circuito de armadura solo se puede obtener una velocidad por debajo de la velocidad base.

Control de velocidad del motor de derivación de CC mediante el método de control de resistencia del circuito de armadura:

El diagrama de conexión para el control de velocidad del motor de derivación de CC utilizando el método de control de resistencia del circuito de armadura se muestra en la figura a continuación. Como se muestra en la figura, una resistencia variable externa Rg está conectada en serie con el circuito de armadura, llamado controlador.

Suponiendo un accionamiento de par constante, el requisito de par del accionamiento será constante. Pero Te = KaØIa, por lo que el motor de derivación de CC tomará una corriente de armadura constante Ia para cumplir con el requisito de par constante de la fuente principal mientras el flujo de campo Ø permanece constante.

Por lo tanto, la potencia entregada por el suministro principal al motor de derivación de CC = VtIa

Pero,

Potencia suministrada por el suministro = Pérdida I2(Rg+Ra) + Potencia de salida del motor de derivación de CC

VtIa = I2(Rg+Ra) +Pmo donde Pmo = Salida del motor

Entonces, Pmo = VtIa – I2(Rg+Ra)

Pero Pmo = Teωm

Entonces, ωm = [VtIa – I2(Rg+Ra)] / Te ……………………..(2)

Si suponemos que no se ha conectado ninguna resistencia en serie externa al circuito de armadura y que la velocidad de funcionamiento del motor de CC es ωm0, entonces Rg = 0 y la velocidad = ωm0

Por lo tanto de la ecuación (2),

ωm0 = (VtIa – I2Ra) / Te ……………………………………(3)

De la ecuación (2) y (3),

ωm/ ωm0 = [VtIa – I2(Rg+Ra)] / (VtIa – I2Ra) <1

Entonces, ωm < ωm0

Por lo tanto, está claro que la velocidad del motor de derivación de CC se reduce. Como Rg es una resistencia variable, al cambiar esta resistencia Rg podemos tener un control total de la velocidad del motor de derivación de CC. También está claro que a medida que aumentamos el valor de la resistencia en serie externa Rg, la pérdida óhmica en este Rg aumentará y, por lo tanto, la salida del motor de CC se reducirá, lo que a su vez resultará en una disminución de la velocidad.

También se debe tener en cuenta que a medida que aumentamos el valor de Rg, la eficiencia del motor de derivación de CC se reducirá a medida que se reduzca la potencia de salida del motor de CC.

Características de par de velocidad del motor de derivación de CC para diferentes valores de Rg:

Suponiendo que la velocidad sin carga del motor de derivación de CC = ω0 y la velocidad de funcionamiento a un par dado Te = ωm1, entonces

Te = KaØIa

Entonces, de la ecuación (2) está claro que aumentamos el valor de la resistencia en serie externa Rg, la velocidad de operación del motor de derivación de CC disminuirá proporcionalmente como se muestra en la figura a continuación.

Control de velocidad del motor de la serie DC mediante el método de control de resistencia del circuito de armadura:

Discutiré este método para el motor en serie de CC de manera convencional, como encontrará en la mayoría de los libros, pero puede proceder de la misma manera que se explicó para el motor de derivación de CC.

A continuación se muestra el diagrama de conexión para el control de velocidad del motor de la serie CC mediante el método de control de resistencia del circuito de armadura.

Antes de la introducción de la resistencia en serie externa Rg, Vt = KaØωm0 + Ia1(Ra+Rs) donde Rs = Resistencia de campo Si suponemos que no hay saturación, entonces el flujo de campo Ø será proporcional a la corriente de armadura Ia. Por lo tanto podemos escribir, Ø = CIa donde C es una constante. En nuestro caso, Ø1 = CIa1 Por lo tanto, Vt = KaCIa1ωm0+ Ia1(Ra+Rs) Sea KaC = K = Constante Entonces, Vt = KIa1ωm0+ Ia1(Ra+Rs) Por lo tanto, ωm0 = [Vt – Ia1(Ra+Rs)] / KIa1 …………………………..(1) Después de la inserción de la Resistencia Serie Externa Rg, Vt = KaCωmIa2 +(Ra+Rs+Rg)Ia2 ……………………………… ..(2) Para una carga de par constante, Par = KaØ1Ia1 constante = KaØ2 Ia2 KaC(Ia1)2= KaC(Ia2)2 Por lo tanto, Ia1 = Ia2 Por lo tanto, para una carga de par constante, el motor en serie de CC tomará la misma corriente de armadura de la fuente principal como en el caso del motor de derivación de CC. De la ecuación (2), Vt = KωmIa2 + (Ra+Rs+Rg)Ia2 asumiendo KaC = K =Constante Entonces, ωm = [Vt – (Ra+Rs+Rg)Ia2] / KIa2 ………………………………..(3) De la ecuación (1) y (3), ωm/ ωm0 = [Vt – (Ra+Rs+Rg)Ia2] / [Vt – Ia1(Ra+Rs)] <1 Por lo tanto, ωm < ωm0

Por lo tanto, la velocidad del motor en serie de CC se reduce al agregar una resistencia externa en serie Rg.

Características de par de velocidad del motor de la serie DC para diferentes valores de Rg:

Como sabemos que,

Te = KaØIa

Pero Ø = CIa

Por lo tanto, Te = KaCla2

Entonces, a partir de la ecuación (3), está claro que aumentamos el valor de la resistencia en serie externa Rg, la velocidad de operación del motor en serie de CC disminuirá como se muestra en la figura a continuación.

Espero que hayas disfrutado esta publicación. Su sugerencia y comentarios son muy importantes para mí. ¡Gracias!

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