MOTORES DE CC. GENERALIDADES
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MOTORES DE CC. GENERALIDADES
MOTORES DE CC. GENERALIDADES ESTRUCTURA BÁSICA • INDUCTOR: siempre en el estator. (dev. de campo o excitación) – Imán permanente o – Electroimán de cc. • INDUCIDO: siempre en el rotor. (dev. de armadura) – Recorrido por C.A. de f2=pN – Tiene colector – Devanado cerrado • CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C. ESCOBILLAS. DETALLE • La baja fricción entre las escobillas y las delgas del colector le permiten al rotor girar libremente COLECTOR.DETALLE CONFIGURACION CLÁSICA-I • Inductor en el estator • Inducido en el rotor • Típica en motores de elevada potencia CONFIGURACION CLÁSICA-II • Detalle de devanados del estator y del rotor. • Sentido del campo generado • Configuración de un par de polos CONFIGURACION CLÁSICA-III • Configuración de 2 pares de polos. • Campo generado. IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-I IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-II IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-III IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-IV • Inconvenientes: – – – – – – – – – – – Gran inercia (poca aceleración) Pérdidas Saturación→ NO LINEALIDADES Alta constante de tiempo eléctrica (L↑) Altos pares de retención Relación tensión-velocidad NO LINEAL Relación corriente-par NO LINEAL Volumen alto Peso alto Alta tensión de arranque Problemas de mantenimiento del colector CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE • Configuración de imán interior CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE • Ventajas: – – – – – – – – – – Baja inercia (grandes aceleraciones) Pérdidas nulas en el estator y en el hierro del rotor. Baja saturación→ LINEALIDAD Baja constante de tiempo eléctrica (L↑) Bajos pares de retención Relación tensión-velocidad LINEAL Relación corriente-par LINEAL Volumen bajo Baja tensión de arranque Menores problemas de mantenimiento del colector CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE • Inconvenientes: – Precio elevado. IMPLEMENTACIONES-I MOTOR CON ROTOR HUECO MOTOR CON ROTOR HUECO CON ARMADURA EN DISCO MOTOR DE ROTOR HUECO MOTOR DE ROTOR HUECO ARMADURA DE UN MOTOR DE ROTOR HUECO MOTORES DE ROTOR HUECO DE MINOMOTORS REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I FUERZA DE LORENZ REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I(bis) FUERZA DE LORENZ REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-II REGLA DE LA MANO DERECHA REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-III SENTIDO DEL CAMPO Y LA FUERZA PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-I CORRIENTE PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-II CAMPO MAGNÉTICO PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-III FUERZA PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-I PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-II PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-III (VARIACIÓN) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IV (VARIACIÓN) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IV (VARIACIÓN) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-V (VARIACIÓN) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VI (VARIACIÓN CON AUMENTO DE CONDUCTORES) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VII (VARIACIÓN CON AUMENTO DE CONDUCTORES) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VIII (MEDIO CICLO DE GENERACIÓN DEL PAR) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IX (RIZADO DEL PAR) EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-I EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-II EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-III Forma de onda de la corriente de arranque ante un impulso escalón de tensión (sensibilidad de la sonda 100mV/A) MOTORES DE CC DE IMÁN PERMANENTE ESTRUCTURA BÁSICA • INDUCTOR: siempre en el estator. Imán permanente • INDUCIDO: siempre en el rotor (dev. de armadura). – Recorrido por C.A. de f2=pN – Tiene colector – Devanado cerrado • CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C. IMANES PERMANENTES MOTOR DE CC BÁSICO CTO. EQUIVALENTE CTO. EQUIVALENTE ω dia va = R ⋅ ia + La ⋅ + ev ev = KV ⋅ ω Celectromec = K C ⋅ ia dt Celectromec dθ ω= dt dθ 2 dθ =J⋅ + B⋅ + K (θ − θ 0 ) + Cext + C fricción dt dt CTO. EQUIVALENTE Ra ia La ia RL Ev ω Celectromec L Va = R ⋅ I a + Ev Ev = KV ⋅ ω Va − Ev Va − KV ⋅ ω Ia = = Celectromec = K C ⋅ I a Ra Ra PSALIDA Ev ⋅ I a Ev η= = = PENTRADA Va ⋅ I a Va (se desprecia la fricción) CURVAS CARACTERÍSTICAS Ia = ∆I a ⋅ Celectromec + I a _ 0 ∆Celectromec KC = ∆Celectromec (cte. de par, en N ⋅ m/A) ∆I a Ia = Celectromec + Ia _ 0 KC ia = f (Celectromec ) ∆I a ∆Celectromec C fricción = − K C ⋅ I a _ 0 CURVAS CARACTERÍSTICAS ω (r.p.m.) ω0 = ωvacío ω = f (Celectromec ) Kω = ∆ω ∆Celectromec ∆ω ∆Celectromec ω=− ω0 Cmáximo =- ω0 Cmáximo ⋅ Celectromec + ω0 ω = K ω ⋅ Celectromec + ω0 ω (r.p.m.) CURVA w-C ω (r.p.m.) ω4 ω3 ω2 ω1 CURVA w-C FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ CURVAS w-C e I-C CURVAS w-C e i-C. DETALLE CURVAS w-C e i-C CURVAS w-C e i-C CURVA POTENCIA DE SALIDA CURVA POTENCIA DE RENDIMIENTO (ETA) CURVA DE VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE ARMADURA CURVA DE VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ROTOR RESUMEN DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR PÉRDIDAS CURVAS DE PÉRDIDAS CURVA DE CTE DE TIEMPO TÉRMICA CURVAS DE RANGO DE FUNCIONAMIENTO RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE TENSIÓN RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE CORRIENTE OTRAS CURVAS DE INTERÉS REGLAS BÁSICAS-I EL PAR ES PROPROCIONAL A LA CORRIENTE Celectromecánico = K C ⋅ I a CONSTANTE DE PAR CORRIENTE DE ARMADURA CONTROLAR LA CORRIENTE ES CONTROLAR EL PAR MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-II MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-III MOTOR DC. REGLAS BÁSICASIV MOTOR DC. COMPORTAMIENTO PWM ENCODERS. Magnéticos ENCODERS. Magnéticos ENCODERS. Ópticos Incrementales ENCODERS. Ópticos Incrementales ENCODERS. Ópticos Absolutos ENCODERS. Ópticos Absolutos ENCODERS ENCODERS ENCODERS REDUCTORAS-I REDUCTORAS-II REDUCTORAS-III REDUCTORAS-IV REDUCTORAS-V. REDUCTORAS PLANETARIAS REDUCTORAS-VI REDUCTORAS-VII REDUCTORAS-VIII
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