Este documento describe los motores de corriente directa, incluyendo sus partes, tipos de conexión, funcionamiento y aplicaciones. Explica que un motor DC convierte energía eléctrica en energía mecánica de rotación a través de la interacción de los campos magnéticos del estator y el rotor. Detalla los componentes de un motor DC, como el carcasa, núcleo polar, armadura e inducido, y describe las conexiones independiente, serie, shunt y compuesta.

1. MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

2. OBJETIVOSReconoce las partes de un motor y un generador DC. Reconocer los tipos de conexión de un motor DC.Medir los parámetros eléctricos y evalúa la operación de las maquinas DC.

3. INTRODUCCIÓN¿Qué es un motor Eléctrico?Un motor eléctrico es una máquina que convierten la Energía Eléctrica en Energía Mecánica de Rotación.

4. MOTOR DCEs una maquina que transforma energía eléctrica en mecánica.Por su fácil control de velocidad, paro y posición son los mas usados en control y automatización.Poseen alto torque.Su uso se ha extendido mas allá de la industria.

5. Partes de un Motor DCEstatorRotor

6. Partes de un Motor DC1.- Carcasa2.- Núcleo Polar3.- Polo4.- Polo Auxiliar6.- Armadura o Inducido7.- Bobinas del Inducido8.- Bobina de Campo9.- Bobina Auxiliar10.- Colector o Delgas11.- Escobillas

7. Partes de un Motor DC

8. Partes de un Motor DC

9. Partes de un Motor DC315CarcasaCampo o InductorRotorArmadura o InducidoConmutador o delgasEscobillas315422366441

10. ¿Cómo funciona un motor dc?

11. ¿Cómo funciona un motor dc?El funcionamiento de los motores esta basado en las propiedades de los imanes y electroimanes.

12. Fuerzas de Atracción y RepulsiónIMAN

13. ELECTRO IMANCampo Magnético Generado a partir de una corriente continuaSi enrollamos un conductor y lo atravesamos con corriente, se genera un electroimán

14. Funcionamiento del Motor

15. Funcionamiento del Motor

16. Representación esquemática de un motor dcEa=knIfn=velocidad del motorIf= Corriente de Campok= Constante

17. Tipos de ConexiónLos motores DC se clasifican según la conexión de sus bobinas.Independiente

18. Auto-excitadasSerieShunt o en DerivaciónCompound o compuesta

19. Designación de Bornes (Generadores y Motores)Arrollamiento de inducido. A−B

20. Arrollamiento inductor en derivación o shunt C−D

21. Arrollamiento inductor en serie. E−F

22. Arrollamiento de polos de conmutación o compensador G−H

23. Arrollamiento inductor de excitación independiente K−LConexión IndependienteIiIeDonde:Ie = Corriente de ExcitaciónIi = Corriente en Inducido

24. Conexión SerieIIe = Ii = I

25. Conexión SerieCaracterísticas Posee gran torque.

26. Cuando disminuye la carga, disminuye su corriente aumentando su velocidad rápidamente.

27. Por este motivo se requiere que este motor siempre esté conectado a la carga.

28. Sus bobinas tienen pocas espiras pero de gran sección por lo cual pueden manejar grandes corrientes.Usos Se utiliza para mover grandes cargas.

29. Grúas, Trenes.Conexión SerieCurva característica de funcionamiento de un motor serie

30. Conexión Shunt o DerivaciónIIeIi

31. Conexión Shunt o DerivaciónCaracterísticas Su torque es menos que el motor serie.

32. La velocidad se mantiene casi constante con carga o en vacio.

33. Sus bobinas tienen pocas espiras pero de gran sección por lo cual pueden manejar grandes corrientes.Usos Se utiliza generalmente en herramientas tales como taladros.Motor ShuntCurva característica de funcionamiento de un motor shunt

34. Conexión CompuestoCaben dos posibilidades de conexión

35. Conexión Compuesto LargaIedIIes

36. Conexión Compuesto CortaIIedIes

37. Conexión CompuestoCaracterísticasSe caracteriza por tener un par elevado de arranque sin peligro de desestabilizarse como el motor serie, aunque puede llegar a alcanzar velocidades altas.Usos En la industria.Conexión compuestoCurva característica de funcionamiento de un motor compuesto

38. Línea neutra geométricaEs la línea que divide al inducido y sobre la cual se sitúan las escobillas.

39. Par de una Máquina DCDonde:Me = Par total de la máquinaK = Constante constructiva de la máquinaФ = Flujo útil por polo, depende del valor de la corriente de excitación, que es máximo con las escobillas situadas en la línea geométrica.Ii= Corriente que circula por el inducido

40. Par de una Máquina DC

41. Velocidad de una Máquina DCDonde:K = Constante constructiva de la máquinaФ = Flujo útil por polo, depende del valor de la corriente de excitación, que es máximo con las escobillas situadas en la línea geométrica.n = Velocidad angular del rotor en rpm

42. Pérdidas y Eficiencia en una máquina DCSi a la siguiente ecuación:Despejamos Eb y lo multiplicamos por la corriente Ii, obtenemos

43. Pérdidas y Eficiencia en una máquina DCDonde:

44. Pérdidas y Eficiencia en una máquina DC

45. Rendimiento de un máquina DCDonde:Eficiencia como generadorEficiencia como Motor

46. Arranque de un motor DCConsiderando un motor con conexión independiente:Donde:Eg = Voltaje en el inducido.Eb = Voltaje en los bornes.Ri = Resistencia del inducidoIi = Corriente en el inducido

47. Arranque de un motor DCDespejamos la corrienteDe acá podemos ver que para el arranque, Eg, es 0, es decir no hay fuerza electro motriz, por lo cual la corriente de arranque es:I arranq = EbRi

48. Arranque de un motor DCDebemos limitar el valor de la corriente de arranque limitando la tensión aplicada al inducido.Para mantener el par de arranque superior al de la carga y la corriente en valores máximos admisibles, debemos aumentar la tensión de los bornes en forma escalonada. Hasta alcanzar los valores nominales de funcionamiento.