Fundamentos y Funcionamiento de Motores de Corriente Continua y Acoplamiento de Alternadores
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Motores de Corriente Continua (CC): Principios Operacionales
Corriente Absorbida en el Arranque
En el primer momento del arranque, el rotor está parado, por lo que la F.C.E.M. (Fuerza Contra Electromotriz) es nula. Cuando el motor se conecta directamente a la red, absorbe una intensidad muy fuerte de la línea en el momento inicial.
En un motor de CC, es muy sencillo limitar esta corriente hasta valores aceptables, intercalando resistencias en serie con el inducido. A medida que el motor aumenta la velocidad, se va disminuyendo progresivamente el valor de estas resistencias.
Par Motor
El par motor se genera por fuerzas de origen electromagnético que producen un par de fuerzas. Este par interno se encarga de hacer girar el rotor junto con la carga mecánica a mover.
Velocidad de Giro
La velocidad de giro aumenta con la tensión aplicada, al disminuir la corriente del inducido y al disminuir el flujo producido por el campo inductor.
Regulación de Velocidad
La regulación de velocidad se puede realizar de dos formas principales:
- Manteniendo constante el flujo y variando la tensión aplicada al inducido.
- Manteniendo constante la tensión y variando el flujo de la excitación.
Tipos de Motores de Corriente Continua según su Excitación
Motor con Excitación Derivación (Shunt) o Independiente
El devanado de excitación se conecta en paralelo con el inducido. El devanado de los polos de conmutación se conecta en serie con el inducido.
Velocidad
Si se mantiene constante el campo magnético, la velocidad depende de la caída de tensión del inducido. En conclusión, la velocidad permanece prácticamente constante para cualquier régimen de carga.
Par Motor
Si el flujo permanece constante, el par es directamente proporcional a la corriente del inducido.
Motor con Excitación en Serie
Se conecta el devanado de excitación en serie con el inducido.
Velocidad
La corriente de excitación es la misma que la del inducido. A medida que aumenta la intensidad, el motor va perdiendo velocidad; para corrientes muy pequeñas, se alcanzan velocidades elevadas. Por esta razón, no conviene que funcionen en vacío.
Par Motor
El par motor depende de la intensidad del inducido y del flujo magnético. Tiene un par de arranque muy elevado. El par crece de forma cuadrática a la intensidad de arranque.
Regulación de Velocidad
Se conecta un reóstato regulador de campo en derivación con el devanado de excitación.
Motor de Excitación Compound (Compuesto)
El devanado de excitación se divide en dos partes:
- Una parte se conecta en serie con el inducido.
- La otra parte se conecta en derivación.
Con el devanado de derivación se consigue evitar el embalamiento (sobrevelocidad) por reducción del flujo. En carga, el devanado en serie hace que el flujo aumente, por lo que la velocidad tiende a disminuir.
Inversión del Sentido de Giro
Existen dos formas de invertir el sentido de giro en un motor de CC:
- Cambiando la polaridad del inducido, manteniendo fija la polaridad del devanado de excitación.
- Cambiando la polaridad del devanado de excitación, manteniendo fija la polaridad del inducido.
Acoplamiento de Alternadores
El acoplamiento de alternadores se realiza cuando se desea aumentar la potencia suministrada por un sistema de generación de Corriente Alterna (CA).
Condiciones de Sincronización
Para que el acoplamiento sea exitoso, se deben cumplir las siguientes condiciones:
- La tensión de los alternadores debe ser igual.
- La frecuencia debe ser igual.
- El orden de sucesión de fases debe ser el mismo.
- En el momento de la conexión, las tensiones de los alternadores deben estar en fase.