Fundamentos de Electromagnetismo y Componentes Clave de Motores de Corriente Continua (CC)

Clasificación de Sustancias Magnéticas

Según su comportamiento ante la aplicación de un campo magnético, las sustancias se clasifican en:

• Ferromagnéticas

  Son sustancias que pueden magnetizarse de modo permanente por aplicación de un campo magnético (permeabilidad relativa muy alta).

• Paramagnéticas

  Son sustancias que se magnetizan débilmente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado (permeabilidad relativa próxima a 1).

• Diamagnéticas

  Estas sustancias también son débilmente magnetizables, aunque en sentido opuesto al del campo magnético aplicado (permeabilidad relativa inferior a 1).

Leyes Fundamentales del Electromagnetismo

Ley de Faraday

La fuerza electromotriz (FEM) inducida es directamente proporcional a la rapidez con la que varía el flujo inductor y al número de espiras que contenga la bobina.

Ley de Lenz

Esta ley complementa la Ley de Faraday, estableciendo que:

El sentido de una fuerza electromotriz (FEM) inducida se opone a la causa (el paso de la corriente) que la produce.

Componentes Esenciales de los Motores de Corriente Continua (CC)

Los motores de corriente continua se componen principalmente de dos partes: el inductor (estátor) y el inducido (rotor).

• Inductor (Estátor)

  Tiene como misión crear el campo magnético y se encuentra alojado en la parte fija del motor o estátor. El inductor está formado por unas bobinas de hilo de cobre colocadas alrededor de una expansión polar de material ferromagnético.

• Inducido (Rotor)

  Tiene como misión crear campos magnéticos que se opongan a los del motor. Se construye en un cilindro de chapa de material ferromagnético, el cual está sujeto al eje de giro del motor y constituye la parte móvil o rotor de la máquina.

Elementos de Conmutación y Conexión

• Colector de Delgas

  Los terminales de las distintas bobinas del inducido están conectados eléctricamente a una pieza de cobre, denominada colector de delgas, que gira con el eje. Las delgas son las partes en las que se divide el colector.

• Escobillas

  Para introducir la corriente en los conductores del inducido se utilizan las escobillas, que son unas piezas de grafito que están en contacto con el colector de delgas y que, por tanto, conectan el circuito exterior con el interior de la máquina.

Tipos de Motores de Corriente Continua

• Motores de Excitación Independiente

  El devanado inducido (A, B) y el devanado inductor (J, K) están alimentados con fuentes de tensiones distintas e independientes.

• Motor Derivación (Shunt) vs. Motor Serie

  El motor derivación se utilizará en aquellas aplicaciones donde se desee que la velocidad varíe poco de vacío a plena carga. Sin embargo, el motor serie no se podrá utilizar con cargas reducidas, ya que se alcanzarán valores de velocidad muy altos, lo que podría traer consigo la destrucción del inducido.

Arranque y Regulación de Velocidad en Motores CC

Arranque del Motor

El motor debe realizar un par de arranque mayor al par resistente que ofrece la carga para iniciar el movimiento.

Regulación de Velocidad

Si queremos regular la velocidad, tendremos que actuar, según la expresión fundamental del motor, sobre la tensión aplicada o sobre el flujo. Podemos actuar sobre la tensión aplicada con uno de estos métodos:

1. Intercalando una resistencia en serie con el inducido (regulación por resistencia).

2. Variando la tensión de alimentación (regulación por control de tensión).