En este apartado, esta conformado de Componentes, estructura, diseño y funciones de los motores de Corriente Directa, al igual que un tema de Variadores de Velocidad sus tipos y funcionamiento.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL VALLE DE TOLUCA
MECATRÓNICA ÁREA SISTEMAS MANUFACTURA
FLEXIBLE
ASIGNATURA: Control de motores I.
MEC-21
JOSÉ ANGEL APARICIO CASTILLO:
Fecha de entrega: 29/03/2016

2. Día a día presenciamos diferente tipos de máquinas en movimiento que
nos facilitan la vida, pero ¿alguna vez nos hemos preguntado cómo
funcionan?. La mayoría de la gente lo ve tan simple como ponerle
combustible a una máquina para que haga su trabajo, pero en realidad
no es solo eso, para que sea posible la realización de un trabajo por
parte de una máquina intervienen un sin número de piezas y partes
actuando en conjunto y que se encuentran al interior del motor.
INTRODUCCIÓN

3. Es una máquina que convierte la energía
eléctrica en mecánica, provocando un
movimiento rotatorio, gracias a la acción
que se genera del campo magnético.
Una motor DC se compone
principalmente de dos partes.
El estator da soporte mecánico al
aparato y contiene los devanados
principales de la máquina
El rotor es generalmente de forma
cilíndrica, también devanado y con
núcleo, alimentado con corriente
directa mediante escobillas fijas
(conocidas también como
carbones).
¿QUÉ ES UN MOTOR DC?

4. TIPOS DE MOTORES DE CD
Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular
continuamente la velocidad del motor, como es el caso de motores
accionados por pilas o baterías. Los motores de corriente directa
pueden ser de tres tipos:
• Serie
• Paralelo
• Mixto
Motores de Corriente Directa [C.D.] o Corriente Continua [C.C.].

5. CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
Motor serie: es un tipo de motor eléctrico de
corriente continua en el cual el devanado de
campo se conecta en serie con la armadura.
Este devanado está hecho con un alambre
grueso porque tendrá que soportar la corriente
total de la armadura.
Cuando el motor tiene mucha carga, el campo de serie produce un campo magnético mucho
mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsión mucho mayor. Estos motores desarrollan un
par de arranque muy elevado y pueden acelerar cargas pesadas rápidamente.

6. CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
Motor paralelo: es un motor de corriente continua cuyo
bobinado inductor principal está conectado en derivación
con el circuito formado por los bobinados inducidos e
inductor auxiliar.
Las bobinas principales están constituidas por muchas
espiras y con hilo de poca sección, por lo que
la resistencia del bobinado inductor principal es muy
grande.

7. CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
Motor compound: es un motor de corriente continua cuya
excitación es originada por dos bobinados inductores
independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado
inducido y otro conectado en derivación con el circuito
formado por los bobinados inducido, inductor serie e
inductor auxiliar.

8. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
ESTATOR
Es el que crea el campo magnético fijo, al que le
llamamos Excitación. En los motores pequeños se
consigue con imanes permanentes.
Cada vez se construyen imanes más potentes, y
como consecuencia aparecen en el mercado
motores de excitación permanente, mayores.
ROTOR
También llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo
campo crea, junto al del estator, el par de fuerzas
que le hace girar.

9. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
Imágenes de un estator.

10. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
Imágenes del rotor.

11. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD

12. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
Escobillas
Normalmente son dos tacos de grafito que hacen
contacto con las bobinas del rotor. A medida que éste
gira, la conexión se conmuta entre unas y otras bobinas, y
debido a ello se producen chispas que generan calor.
Las escobillas se fabrican normalmente de grafito, y su
nombre se debe a que los primeros motores llevaban en
su lugar unos paquetes hechos con alambres de cobre
dispuestos de manera que al girar el rotor "barrían",
como pequeñas escobas, la superficie sobre la que tenían
que hacer contacto.

13. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD

14. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
Colector:
Los contactos entre escobillas y bobinas del rotor se
llevan a cabo intercalando una corona de cobre partida en
sectores. El colector consta a su vez de dos partes
básicas:
 Delgas
Son los sectores circulares, aislados entre sí, que tocan
con las escobillas y a su vez están soldados a los
extremos de los conductores que conforman las
bobinas del rotor.

15. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD

16. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
 Micas
Son láminas delgadas del mismo
material, intercaladas entre las delgas de
manera que el conjunto forma una masa
compacta y mecánicamente robusta.
Colector:

17. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD

18. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD
Comparación de dibujos de Delgas y Mica.

19. Carcasa
Campo o inductor
Rotor
Armadura
Conmutador o delgas
Escobillas
PARTES DE UN MOTOR DC

20. CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR DE CD

21.  El motor de Corriente Continua es particularmente adecuado para tracción.
 Trenes y Ascensores, debido a su alto torque de arranque.
 El motor que hace girar el cd de tú computadora.
 El motor de un tren vía
 El motor de un brazo robo
 El motor de un auto eléctrico.
 El ventilador del procesador de tu computadora.
APLICACIÓN

22. Para lograr regular la velocidad de los motores,
se emplea un controlador especial que recibe
el nombre de variador de velocidad.
Los variadores de velocidad se emplean en una amplia
gama de aplicaciones industriales, como en ventiladores y
equipo de aire acondicionado, equipo de bombeo, bandas
y transportadores industriales, elevadores, llenadoras,
tornos y fresadoras, etc.

23. •El variador de velocidad no tiene elementos móviles, ni contactos.
•La conexión del cableado es muy sencilla.
•Permite arranques suaves, progresivos y sin saltos.
•Controla la aceleración y el frenado progresivo.
CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS
VARIADORES DE VELOCIDAD

24. •Limita la corriente de arranque.
•Permite el control de rampas de aceleración y deceleración regulables en el tiempo.
•Consigue un ahorro de energía cuando el motor funcione parcialmente cargado, con acción
directa sobre el factor de potencia
•Puede detectar y controlar la falta de fase a la entrada y salida de un equipo. Protege al motor.
•Puede controlarse directamente a través de un autómata o microprocesador.
•Se obtiene un mayor rendimiento del motor.
•Nos permite ver las variables (tensión, frecuencia, r.p.m, etc…).
CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS
VARIADORES DE VELOCIDAD

25. ¿CÓMO ESTÁ COMPUESTO UN
VARIADOR DE VELOCIDAD?
 Etapa Rectificadora.
Convierte la tensión alterna en continua mediante
rectificadores de diodos, tiristores, etc.
 Etapa intermedia.
Filtro para suavizar la tensión rectificada y reducir la emisión
de armónicos.
 Inversor o "Inverter".
Convierte la tensión continua en otra de tensión y frecuencia
variable mediante la generación de pulsos. Actualmente se
emplean para generar los pulsos controlados de tensión. Los
equipos más modernos utilizan un microprocesador con todas
las protecciones por sobrecorriente, sobretensión, baja
tensión y etc.

26. ¿CÓMO ESTÁ COMPUESTO UN
VARIADOR DE VELOCIDAD?
• Etapa de control.
Esta etapa controla los IGBT para generar los pulsos
variables de tensión y frecuencia. Y además controla los
parámetros externos en general, etc.
Los variadores mas utilizados utilizan modulación PWM
(Modulación de Ancho de Pulsos) y usan en la etapa
rectificadora puente de diodos rectificadores.

27. ¿CÓMO ESTÁ COMPUESTO UN
VARIADOR DE VELOCIDAD?

29. TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDAD
Cabe aclarar que los variadores más antiguos fueron los
mecánicos, que se emplearon originalmente para controlar la
velocidad de las ruedas hidráulicas de molinos, así como la
velocidad de las máquinas de vapor.
Variadores mecánicos
 Variador de paso ajustable: este dispositivo
emplea poleas y bandas en las cuales el
diámetro de una o más poleas puede ser
modificado.
 Variador de tracción: transmite potencia a través
de rodillos metálicos y se ajusta moviendo los
rodillos para cambiar las áreas de contacto entre
ellos y así la relación de transmisión

30. TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDAD
Variador de velocidad de tracción

31. TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDAD
Variadores hidráulicos
 Variador hidrostático: consta de una bomba hidráulica y
un motor hidráulico. De esta forma la velocidad puede
ser controlada mediante la regulación de una válvula
de control, o bien, cambiando el desplazamiento de la
bomba o el motor.
 Variador hidroviscoso: consta de uno o más discos
conectados con un eje de entrada, los cuales estará
en contacto físico (pero no conectados
mecánicamente) con uno o más discos conectados al
eje de salida.

32. TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDAD

33. TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDAD
Variadores eléctrico-electrónicos
Existen cuatro categorías de variadores de velocidad
eléctrico-electrónicos:
 variadores para motores de CC.
 variadores de velocidad por corrientes de Eddy.
 variadores de deslizamiento.
 variadores para motores de CA (también conocidos
como variadores de frecuencia).