MOTOR DC CONTROLADO POR EMBOBINADO DE ARMADURADocente: Ing. RochaCurso: Teora de Redes Electricas2015-I

1El motor consta bsicamente de un embobinado de armadura y un embobinado de campo.Para funcionar, precisa de dos circuitoselctricos:El circuito de campo magntico El circuito de la armadura.El campo magntico (ESTATOR) (bsicamente un imn o un electroimn) permite la transformacin de energa elctrica recibida por la armadura en energa mecnica entregada a travs del eje. La energa elctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magntico. Es decir ninguna parte de la energa elctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energa mecnica. La armadura (ROTOR )consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energa elctrica en energa mecnica que se entrega a travs del eje del motor.

Funcionamiento en el embobinado de armadura del motor DC

Cuando una corriente ia fluye por el embobinado de armadura inmerso en un campo magntico, la fuerza magntica produce un par (torque) lo cual provoca el giro del motor.La fuerza F que acta sobre el alambre de longitud L por el cual pasa una corriente ia , inmerso en un campo magntico con una densidad de flujo B ortogonal al conductor est dada por F = B.ia.L , si son N alambres : F = N.B.ia.L.Las fuerzas sobre los alambres del embobinado de armadura dan por resultado un par o torque T, donde T = F.b ; donde b es el ancho del bobinado. T = N.B.ia.L.b = N.L.b.B.ia = K.B.ia T = K.B.ia (1)La direccin de este voltaje ser de modo tal que se oponga al cambio que lo produce formndose la fuerza contraelectromotriz (Vb).De este modo: Vb = K2.B.w ; donde w es la velocidad angular del eje y K2 es una constante.

Con el motor controlado por el embobinado de armadura, la corriente de campo if y el motor se controla mediante el ajuste de armadura va. Una corriente de campo constante significa que en el embobinado de armadura la densidad de flujo magntico B es constante, por ende Vb = K3.w ; donde K3 es una constante.

Va Vb = La (dia/dt) + Ra.ia .(2)La entrada a la parte del motor del sistema es Va, la cual se suma con la seal de realimentacin de la fuerza contraelectromotriz Vb para generar una seal de error que se usa como entrada al circuito de armadura. De este modo la ecuacin (2) describe la relacin entre la seal de error, que es la entrada al embobinado de armadura y la salida de este, que es la corriente de armadura ia. Al sustituir Vb = K3.w en la ecuacin (2) resulta:Va K3.w= La (dia/dt) + Ra.ia .(3)La corriente ia de armadura resulta en un par o torque T, dado por la ecuacin (1), puesto que B es una constante, esta ecuacin se convierte en T = K1.B.ia = K4.ia ; donde K4 es una constante.

Este par entonces se convierte en la entrada al sistema de carga. El par neto que actua sobre la carga ser T Par de amortiguamiento , el par de amortiguamiento es c.w, donde c es una constante. Por lo tanto si se desprecian los efectos debidos a la elasticidad torsional del eje, el par neto seria: Par neto = K4.ia c.wEsto producir una aceleracin angular de dw/dt, por lo tanto:I.dw/dt = K4ia c.w . (4)Las ecuaciones (3) y (4) describen las condiciones que se presentan para un motor controlado por embobinado de armadura.CIRCUITO DE ARMADURAEMBOBINADO DE ARMADURACARGA

INDUCCION ELECTROMAGNETICAVaVa - Vb-+iaTVa Vb = La (dia/dt) + Ra.iaT = K4.ia I.dw/dt = K4ia c.w Cargarotacin wVb = K3.w

f.e.m. retroalimentada - VbDIAGRAMA DE BLOQUESCondiciones que se presentan para un motor controlado por campoDe manera anloga al control anterior se obtienen ecuaciones que satisfacen el correcto funcionamiento del motor controlado por campo. Estas son:Vf = Rf.if + Lf.dit/dtT = K1.B.ia = K5.if ; donde K5 es una constante.Par neto = K5.if c.w ; donde c es una constante.I.dw/dt = K5.if c.w; donde I es momento de inercia .