MOTOR DE CD CON DEVANADO COMPUESTO

MAQUINAS II SECCIONES: EM1,EM2MOTOR DE CD CON DEVANADO COMPUESTOEn este tipo de motores la variacin de velocidad debida los motores en las cargas es mucho menor que en los motores con conexin serie, pero mayor que en lo motores con conexin paralelo o derivacin. Tiene tambin un par de arranque mayor que los motores en conexin paralelo y tiene capacidad para soportar sobrecargas pesadas. Sin embargo, tiene un rango ms estrecho de ajuste de velocidad. Estos motores usan, tanto los devanados de campo paralelo (shunt) como serie, y conjuntan las caractersticas de ambos. Asimismo, dependiendo de la manera en cmo se conectan se pueden tener cuatro clases de motores en conexin compuesta (compaund) Shunt largo acumulativo Shunt largo diferencial Shunt corto acumulativo Shunt corto diferencialLos motores con devanado compuesto se usan cuando el arranque de la carga es muy pesado o cuando los cambios en la carga se dan en forma intempestiva, como e l caso de las bombas reciprocas, las maquina de presin o de perforado.

ARRANQUE DE LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTAEn el instante de arranque la fuera contraeletromotriz FCEM (Ec) es cero debido a que justo en este instante la armadura no est girando, por ejemplo si se arranca un motor alimentado a 230V que tiene una resistencia de armadura Ra=0.25ohm, el valor de la corriente de armadura podra alcanzar un valor de :230/0.25=920A, tal valor de corriente de armadura podra someter a la armadura a un severo impacto mecnico, podra fundir fusibles y desconectar al motor de la alimentacin. Por lo tanto es necesario insertar una resistencia en serie con el circuito de armadura para limitar el valor de la corriente. En la medida que el motor aumenta su velocidad, esta resistencia, se retira por pasos debido a que Ec aumenta conforme el motor alcanza la plena velocidad.Un arreglo practico de cmo hacer esto se conoce como arrancador, si por ejemplo, la corriente de arranque se limita de 920A a 60A, la resistencia total de arranque mas el devanado de armadura debe ser:

Existe una gran variedad de arrancadores manuales, en la siguiente figurase muestra el principio elemental de los arrancadores, cabe aclarar que para motores de 1HP o menos, por lo general no se requiere arrancador.

Para arrancar el motor de la figura anterior, el interruptor principal se cierra y el brazo del arrancador se mueve al contacto 1, despus que la armadura se ha acelerado lo suficiente sobre el primer contacto el brazo de arrancador se mueve lentamente a los siguientes contactos hasta que el conservador o retenedor de hierro es retenido por la bobina de retencin (electroimn) : El proceso total puede tomar algunos segundos dependiendo del tamao del motor.En la posicin final no se agrega resistencia en le circuito de la armadura, el brazo del arrancador se mantiene en el contacto de la ultima posicin. Cuando se presenta una falla en la alimentacin, o bien si el circuito de campo se abr accidentalmente, el resorte regresa al brazo del arrancador sobre el contacto 1 la corriente da armadura es:

Debido a que el par es proporcional ala corriente y al flujo, se deduce que el mximo par se tiene en el arranque para acelerar la armadura, durante el periodo de aceleracin Ec aumenta y la corriente de armadura se reduce, cuando el valor de la corriente cae en cierto valor I2 preseleccionado, el brazo del arrancador se mueve al contacto 2, se debe cortar suficientemente la resistencia para permitir que la corriente aumente a I1 otra vez; esta operacin se continua hasta que se alcanza el ltimo contacto y el motor queda en su condicin de operacin en estado estable de velocidad y corriente.

ARRANQUE AUTOMATICO DE MOTORES DCAlgunas de las aparentes desventajas de los arrancadores manuales, son la necesidad de una operacin manual, la falta de respaldo en la arrancador, el respaldo de al operacin remota de arranque y la posibilidad de una operacin impropia que es una aceleracin no uniforme, los operadores auto maticos superan todas estas desventajas y adicionalmente pueden incorporar otros aspectos de control deseables, como por ejemplo la proteccin contra bajo voltaje.Para ilustrar estos puntos e puede referir a un arrancador automtico simple conectado a un motor shunt, como se muestra en la figura, este circuito del arrancador se conoce como: ARRANCADOR DE FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ, en el cual por simplicidad la resistencia de arranque se retira en un solo paso. El contacto M es un contactor magntico, tiene una bobina colocada sobre un ncleo de hierro de manera que cuando la corriente circula a travs de la bobina, el hierro se magnetiza, esto atrae una armadura mvil de hierro que tiene un grupo de contactos elctricamente aislados unos de otros, en la medida que se mueven a unos contactos estacionarios, cerrando con esto el circuito al cual se conectan en serie. En la siguiente figura, el contacto se energiza oprimiendo el botn de arranque que al igual que le botn de paso se puede localizar en forma remota con respecto al motor, con el contacto principal M energizado, los contactos M y M1 se cierran. El contacto M1 es de respaldo y mantiene al contacto M energizado cuando se retira la presin del botn de arranque.

CARACTERISTICA DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES CDCuando se retira la carga metlica del motor, la velocidad de motor se incrementa, la cantidad en que se incrementa depende del tipo de motor. La velocidad de un motor shunt, se incrementa alrededor de un 8%, para un motor compuesto tipo acumulativo el incremento es del 15% al 20%, para el motor serie podra incrementarse muy rpidamente y es por eso que el motor tipo serie debe accionar siempre una carga.La ecuacin para la corriente de armadura:

Despejando la velocidad tenemos:

En los motores tipo shunt el flujo se ve solo afectado ligeramente por la corriente de armadura, en tanto que el producto IARA de cada de voltaje raramente excede al 5% del voltaje de lnea, por lo tanto el mximo cambio en la velocidad debe ser del mismo orden que para IA en el motor shunt, de aqu que el motor shunt sea una maquina de velocidad casi constante, como se observa en la siguiente figura (curva a). Para un motor compuesto, cuando la carga se retira dos factores afectan la velocidad, IA y y entonces hay un mayor incremento en la velocidad, como se muestra en la curva b.Se puede observar que un motor serie puede operar a una velocidad peligrosa (elevada) cuando se retira la carga, debido a que no se separa el flujo del magnetismo remanente, porque el flujo depende de la corriente de carga, en la curva c se muestra esta caracterstica.

REGULACION DE VELOCIDADLa clasificacin de de los motores sobre la base de cmo la velocidad cambia con carga, es particularmente importante en la seleccin de un motor par desarrollar una tarea especifica, por ejemplo se ha encontrado que la caracterstica de velocidad constante de los motores shunt es lamejor en cierto tipo de aplicaciones.Los motores compuestos de velocidad variable, resultan por otro lado los mas satisfactorios, cuando el accionamiento de cargas requieren de un par considerable al arranque o cuando este sujeto a cargas de impulso, como son por ejemplo las bombas y los compresores. Los motores serie se usan generalmente cuando el par de arranque y requerimientos de aceleracin son severos, tal es el caso de los motores usados en minas o en los vehculos elctricos.La regulacin de velocidad se expresa generalmente como un porcentaje y se calcula como:

%reg =porcentaje de regulacin0 = Velocidad en vacopc = Velocidad a plena carga