Este documento resume los temas tratados en la 14ava sesión de aprendizaje de sistemas de control sobre el arranque y control de motores de CC. Se explican conceptos como el arranque de motores de CC con devanados independientes, la regulación de velocidad a través de reóstatos o variadores de velocidad, y se mencionan motores especiales como los motores paso a paso y brushless.

1. CATORCEAVA SESION DE APRENDIZAJE DE
SISTEMAS DE CONTROL
Tema: Arranque y control de motores de CC
Docente: Ing. Romel Jimenez Montes De Oca

2. LA FRASE DEL DIA
“Siempre da más de que lo esperan de ti ”
Lawrence "Larry" Edward Page es un ingeniero en
computación y empresario estadounidense,
creador junto con Serguéi Brin de
Google.Clasificado como la 5ta persona más rica
del mundo . Es conocido por haber creado el
algoritmo matemático "PageRank", el buscador
web de Internet con un crecimiento de 95%.

3. TEMARIO DEL DIA
Motores de CC
Arranque de motores de CC
Regulación de velocidad de motores de CC
Motores especiales

4. Motores de CC
• El fácil conexionado, bajo coste y mantenimiento de los motores de
corriente alterna con rotor en jaula de ardilla, ha relegado a los
motores de corriente continua a aplicaciones muy concretas.
• Si bien es cierto que para aplicaciones como la robótica y el
posicionamiento, aun se utilizan de forma masiva.
• Cuando se requieren máquinas de gran potencia, lo habitual es
utilizarlas de corriente alterna.
• Todas las máquinas de corriente continua son reversibles y pueden
funcionar como motor o como generador.

5. Motores de CC
• Disponen de dos devanados:
el inducido en el rotor y el
inductor (o excitación) en el
estator.

6. Motores de CC
• Según cómo se conecten entre sí estos devanados, se pueden
conseguir las siguientes configuraciones:
oMáquina serie.
oMáquina shunt o derivación.
oMaquina compuesta (compound).
oMáquina de excitación independiente.

7. Motores de CC

8. Arranque de motores de CC
• Existen diferentes configuraciones que se pueden realizar entre los
devanados de un motor de corriente continua (serie, shunt,
compound e independiente).
• El arranque del motor de devanados independientes y el arranque del
motor shunt, son los más utilizados.
• Una forma de evitar las sobrecorrientes en el momento del arranque
de un motor de corriente continua es alimentando el devanado del
inducido a través de resistencias de valor fijo, y posteriormente,
eliminándolas por escalones.

9. Arranque de motores de CC

10. Arranque de motores de CC
• El arranque de un motor de corriente continua con devanados
independientes se realiza en tres fases:
• Fase 1: se activan los contactores KM1 y KM2, alimentando los dos
devanados de la máquina. El inductor de forma directa y el inducido a
través de las resistencias de potencia R1 y R2, disminuyendo así la
corriente del arranque.
• Fase 2: se mantienen activados KM1 y KM2 a la vez que lo hace el
contactor KM3, cortocircuitando así la resistencia R1.

11. Arranque de motores de CC
• Fase 3: se mantienen los contactores activados anteriormente y se
acciona el KM4, cortocircuitando así el último bloque de resistencias
R2. En esta situación, los dos devanados del motor quedan
conectados directamente a la red de alimentación sin resistencias.
• El circuito de mando utiliza pulsadores de marcha y paro para la
puesta en marcha y parada de la máquina, además de un circuito
basado en temporizadores que activan los contactores KM3 y KM4 de
forma secuencial después de un tiempo.

12. Regulación de velocidad de motores de CC
• Con el motor en marcha, si se varía la corriente en uno de los
devanados, se varía también la velocidad de giro de la máquina.
• La forma clásica de regular la velocidad en un motor de corriente
continua es insertando en serie con uno de los devanados un reóstato
de potencia adecuada.
• Si bien esta forma es sencilla y eficaz desde el punto de vista eléctrico,
no lo es tanto desde el punto de vista del montaje y la instalación, ya
que se requieren voluminosos dispositivos como los reóstatos de
regulación.

13. Regulación de velocidad de motores de CC
• Si el reóstato se conecta
en el circuito del inducido,
la regulación de velocidad
se realiza a par constante.
• Sin embargo, si se conecta
en el circuito inductor, se
dice que la regulación se
realiza a potencia
constante.

14. Regulación de velocidad de motores de CC
• La regulación de velocidad reostática está siendo
sustituida por métodos más modernos y versátiles
basados en circuitos de electrónica de potencia.
• En el mercado existen los denominados variadores
de velocidad para motores de corriente continua,
que permiten regular de forma suave, por medio
de un pequeño potenciómetro, la corriente de uno
de los devanados y por tanto, la velocidad del
motor.

15. Regulación de velocidad de motores de CC
• De igual forma que los variadores de velocidad de corriente alterna,
los de corriente continua disponen de entradas lógicas, desde las que
se puede gestionar la marcha y parada, la inversión del sentido de
giro, el JOG y el frenado de la máquina.
• La alimentación del variador se realiza desde la red eléctrica
(monofásica o trifásica) de corriente alterna.
• El propio dispositivo es el encargado de generar la corriente continua
para la alimentación de los devanados del motor.

16. Regulación de velocidad de motores de CC

17. Regulación de velocidad de motores de CC
• Otra forma de regular la velocidad de motores de corriente continua
consiste en utilizar rectificadores de potencia semicontrolados
basados en tiristores.
• El rectificador semicontrolado se utiliza para regular la corriente del
inducido, que a su vez debe estar conectado a un equipo de disparo o
de control, al cual se le conecta el potenciómetro de regulación.
• La excitación, sin embargo, debe estar conectada a una fuente fija de
alimentación en corriente continua.

18. Regulación de velocidad de motores de CC
• Esta forma es más económica que el uso de variadores de velocidad,
pero requiere más cableado entre los elementos que intervienen en
el circuito.

19. Motores especiales
• Existen en la actualidad otros tipos de motores, que por tener una
constitución y funcionamiento distinto a los motores de CC, suelen
denominarse especiales.
• Todos ellos presentan la capacidad de poder situar su eje,
prácticamente en cualquier posición angular, y mantenerse en ella.
• Por ello son de utilidad en aquellas aplicaciones en las que es
necesario disponer de un control total sobre dicha posición y/o la
velocidad angular del eje, como por ejemplo brazos robotizados,
máquinas herramientas, etc.

20. Motores especiales
• Generalmente están formados por un conjunto de motor y sistema de
control de posición.
• El sistema de control suele estar compuesto por componentes
electrónicos, que se encargan de determinar el ángulo exacto en el
que se encuentra el eje, y corregir en caso de que no sea el punto
deseado.
• Además generan o controlan la alimentación necesaria para el
correcto funcionamiento del motor.

21. Motores especiales
Motores paso a paso
• El motor no se mueve de manera continua, sino a pequeños pasos
(1.000 pasos por vuelta, por ejemplo).
• El sistema de alimentación es mediante pulsos de tensión positiva y
negativa, que se aplican a las bobinas del estator.
• Con cada pulso aplicado el motor avanza un paso.
• El ángulo girado en cada paso depende de las características
constructivas del motor.
• Además, controlando la frecuencia de los pulsos de la alimentación
también se puede controlar la velocidad del motor.

22. Motores especiales

23. Motores especiales
Motores brushless (sin escobillas)
• El rotor está constituido por imanes permanentes.
• Se conectan mediante dos conductores especiales al controlador.
• Uno envía la información de la posición del eje del motor en cada
momento, y por el otro se recibe la alimentación necesaria para su
control.
• En el mercado actual se pueden encontrar motores brushless de CC y
de CA.

24. Motores especiales

25. Tarea para la casa
Resolver el siguiente cuestionario
1. Al arrancar un motor eléctrico, debemos realizar la siguiente acción:
A)Proteger a las personas y la instalación
B)Enchufarlo a la red eléctrica
C)Activar la palanca
2. El simulador que se uso para realizar el arranque directo del motor se llama:
A)CadeSimu
B)Simulador de motores
C)Simulador Contactor
D)Simulador Termomagnético

26. Tarea para la casa
Resolver el siguiente cuestionario
3. Señala la respuesta FALSA:
A)Es un enclavamiento eléctrico para evitar cortocircuitos
B)Aparece en arranques estrella-triángulo
C)Aparece en inversión de giro de motores
D)Este circuito no funcionaría

27. Tarea para la casa
Resolver el siguiente cuestionario
4. EL SIGUIENTE GRAFICO CORRESPONDE:
A)Conexión en triangulo
B)Conexión en estrella
C)Conexión en estrella-triangulo
D)Conexión directa

28. CONCLUSIONES
Todas las máquinas de corriente continua son reversibles y pueden
funcionar como motor o como generador.
Existen en la actualidad otros tipos de motores, que por tener una
constitución y funcionamiento distinto a los motores de CC, suelen
denominarse especiales.
El rectificador semicontrolado se utiliza para regular la corriente del
inducido, que a su vez debe estar conectado a un equipo de disparo o
de control, al cual se le conecta el potenciómetro de regulación.
La alimentación del variador se realiza desde la red eléctrica (monofásica o
trifásica) de corriente alterna.

29. ¿Preguntas o consultas?
En esta sección tiene como objetivo aclarar algunos tópicos o
absolver algunas consultas del curso en general.
«Pregunta lo que no sepas, y podrás pasar por tonto unos
minutos. No lo preguntes, y serás tonto la vida entera».
Proverbio chino.
Confucio

30. BIBLIOGRAFIA
[1] https://www.infoplc.net/descargas/107-siemens/software-step7-tiaportal/tia-portal/3195-
nettoplcsim-extension-red-simulador-plcsim-
siemens#:~:text=La%20extensi%C3%B3n%20NetToPLCsim%20nos%20permite,un%20SCADA%2C%20HMI
%2C%20etc. Consultada el 20 de Enero del 2022.
[2] https://www.gnu.org/philosophy/free-sw.es.html. Consultada el 20 de Enero
del 2022.
[3] https://new.siemens.com/ar/es/productos/automatizacion/software-industrial/tia-
portal.html#:~:text=El%20TIA%20Portal%20(Totally%20Integrated,integrada%20hasta%20
una%20operaci%C3%B3n%20transparente. Consultada el 21 de Enero del 2022.
[4]https://drive.google.com/file/d/1WyjAEX5Y69a3Z6TMxaxFEdzbSWLHyU0o/view?usp=shar
ing. Consultada el 21 de Enero del 2022.