Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

346 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
A menudo se comparan los motores de cd entre sí con base en
su regulación de velocidad. La regulación de velocidad (RV) de un
motor se define como
SR
m,sc
m,pc
m,pc
100% (8-1)
SR
n m,sc
n m,pc
n m,pc
100%
(8-2)
a)
RV es una medida aproximada de la forma de la característica
par-velocidad de un motor: una regulación de velocidad positiva
significa que la velocidad del motor cae cuando se incrementa la
carga, mientras que una regulación de voltaje negativa implica que
la velocidad del motor se incrementa cuando disminuye la carga.
La magnitud de la regulación de velocidad dicta aproximadamente
la inclinación de la pendiente de la curva par-velocidad.
Los motores de cd son, por supuesto, accionados desde una
fuente de potencia de cd. A menos que se especifique lo contrario,
se supone que el voltaje de entrada de un motor de cd es constante,
porque esto simplifica el análisis de los motores y la comparación
entre diferentes tipos de ellos.
Hay cinco grandes tipos de motores de cd de uso general:
b)
FIGURA 8-1 Primeros motores de cd. a) Uno de los primeros
construido por Elihu Thompson en 1886. Estaba calculado en
alrededor de ½ hp. (Cortesía de General Electric Company.)
b) Motor de cd más grande con cuatro polos de principios del siglo
XX. Nótese la manija para desplazar las escobillas al plano neutro.
(Cortesía de General Electric Company.)
1. Motor de cd de excitación separada.
2. Motor de cd en derivación.
3. Motor de cd de imán permanente.
4. Motor de cd en serie.
5. Motor de cd compuesto.
Cada uno se examinará por separado.
8.2 CIRCUITO EQUIVALENTE
EN UN MOTOR DE CD
En la figura 8-2 se muestra el circuito equivalente de un motor de
cd. En esta figura el circuito del inducido se representa por medio
de una fuente de voltaje ideal E A y un resistor R A . Esta representación
es en realidad el equivalente de Thevenin de toda la estructura
del rotor, la cual incluye las bobinas, interpolos y devanados de
compensación, si es que éstos existen. La caída de voltaje en las escobillas se representa por medio
de una pequeña batería V escob en sentido opuesto a la dirección del flujo de corriente en la máquina.
Las bobinas de campo, que producen el campo magnético en el generador, están simbolizadas por
medio de un inductor L F y de un resistor R F . El resistor independiente R ajus representa un resistor
variable externo utilizado para controlar la cantidad de corriente en el circuito de campo.
Hay unas cuantas variaciones y simplificaciones de este circuito equivalente básico. Con frecuencia,
la caída de voltaje en las escobillas es tan sólo una pequeña fracción del voltaje generado en
la máquina. Por lo tanto, en los casos en que no es demasiado crítico, se puede dejar fuera la caída
de voltaje en las escobillas o incluirla aproximadamente en el valor de R A . Además, en ocasiones, la
resistencia interna de las bobinas de campo se agrupa con el resistor variable y al total se le llama R F
(véase la figura 8-2b). Una tercera variación consiste en que algunos generadores tienen más de una
bobina de campo y todas ellas se representan en el circuito equivalente.
El voltaje interno que genera esta máquina está dado por la ecuación
E A K m (7-38)