Volver EMF en motor DC

<p>Cuando el conductor que transporta corriente se coloca en un campo magnético, el par induce en el conductor, el par gira el conductor que corta el flujo del campo magnético. Según el fenómeno de inducción electromagnética “cuando el conductor corta el campo magnético, EMF induce en el conductor”.

La regla de la mano derecha de Fleming determina la dirección de la FEM inducida.

Según la regla de la mano derecha de Fleming, si sujetamos el pulgar, el dedo medio y el índice de la mano derecha en un ángulo de 90°, entonces el dedo índice representa la dirección del campo magnético. El pulgar muestra la dirección del movimiento del conductor y el dedo medio representa la fem que induce en el conductor.

Al aplicar la regla de la mano derecha en la siguiente figura, se ve que la dirección de la fem inducida es opuesta al voltaje aplicado. Por lo tanto, la fem se conoce como la contra fem o contra emf.

La fuerza contraelectromotriz se desarrolla en serie con el voltaje aplicado, pero de dirección opuesta, es decir, la fuerza contraelectromotriz se opone a la corriente que la provoca.

back-emf-en-DC-motor-fig-1

La magnitud de la fuerza contraelectromotriz viene dada por la misma expresión que se muestra a continuación:

back-emf-in-dc-motor-eq

Donde Eb es la fem inducida del motor conocida como Back EMF, A es el número de caminos paralelos a través de la armadura entre las escobillas de polaridad opuesta. P es el número de polos, N es la velocidad, Z es el número total de conductores en la armadura y ϕ es el flujo útil por polo.

Un diagrama de circuito convencional simple de la máquina que funciona como motor se muestra en el siguiente diagrama:

back-emf-en-DC-motor-fig-2En este caso, la magnitud de la fuerza contraelectromotriz siempre es menor que el voltaje aplicado. La diferencia entre los dos es casi igual cuando el motor funciona en condiciones normales.

La corriente induce en el motor debido al suministro principal. La relación entre el suministro principal, la fuerza contraelectromotriz y la corriente del inducido se da como Eb = V – IaRa.

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Ventajas de Back Emf en Motor DC

1. La fuerza contraelectromotriz se opone a la tensión de alimentación. El voltaje de suministro induce la corriente en la bobina que hace girar la armadura. El trabajo eléctrico requerido por el motor para generar la corriente contra la fuerza contraelectromotriz se convierte en energía mecánica. Y esa energía es inducida en la armadura del motor. Así, podemos decir que La conversión de energía en el motor de CC solo es posible debido a la fuerza contraelectromotriz.

La energía mecánica inducida en el motor es el producto de la fuerza contraelectromotriz y la corriente del inducido, es decir, EbIa.

2. La fuerza contraelectromotriz hace que la máquina de autorregulación del motor de CC, es decir, la fuerza contraelectromotriz desarrolla la corriente de armadura de acuerdo con la necesidad del motor. La corriente de armadura del motor se calcula como:corriente de armadura

Entendamos cómo la fuerza contraelectromotriz hace que el motor se autorregule.

  • Considere que el motor está funcionando en condiciones sin carga. Sin carga, el motor de CC requiere un par pequeño para controlar la pérdida por fricción y viento. El motor extrae menos corriente. Como la fuerza contraelectromotriz depende de la corriente, su valor también disminuye. La magnitud de la fuerza contraelectromotriz es casi igual a la tensión de alimentación.
  • Si la carga repentina se aplica al motor, el motor se ralentiza. A medida que disminuye la velocidad del motor, la magnitud de su fuerza contraelectromotriz también disminuye. La pequeña fuerza contraelectromotriz extrae corriente pesada del suministro. La gran corriente de armadura induce el gran par en la armadura, que es la necesidad del motor. Así, el motor se mueve continuamente a una nueva velocidad.
  • Si la carga del motor se reduce repentinamente, el par motor del motor es mayor que el par de carga. El par motor aumenta la velocidad del motor, lo que también aumenta su fuerza contraelectromotriz. El alto valor de back emf disminuye la corriente de armadura. La pequeña magnitud de la corriente de armadura desarrolla un par motor menor, que es igual al par de carga. Y el motor girará uniformemente a la nueva velocidad.

relación entre la potencia mecánica (Pm), la tensión de alimentación (Vt) y la fuerza contraelectromotriz (Eb)

La fuerza contraelectromotriz en el motor de CC se expresa como:

back-emf-ecuación-1

Donde Eb – Volver Emf
Ia – Corriente de armadura
Vt – Voltaje terminal
Ra – Resistencia de armadura

La potencia máxima desarrollada en el motor se expresa por

back-emf-ecuación-2

Al derivar la ecuación anterior obtenemosback-emf-ecuación-3

De la ecuación de fem posterior, obtenemos

back-emf-ecuación-4

Al sustituir IaRa en la ecuación anterior, obtenemos

back-emf-ecuación-5La ecuación anterior muestra que la potencia máxima se desarrolla en el motor cuando la fuerza contraelectromotriz es igual a la mitad de la tensión de alimentación.

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