Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

356 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
Control de velocidad en los motores de cd en derivación
¿Cómo se puede controlar la velocidad de un motor de cd en derivación? Para lograr este objetivo
se utilizan dos métodos comunes y un método un poco menos usual. Los métodos comunes ya se
describieron en el capítulo 1 en el tema de la máquina lineal simple y en el capítulo 7 en el tema de
la espira simple giratoria. Estos dos métodos en que se controla la velocidad de una máquina de cd
en derivación son
1. Ajustar la resistencia de campo R F (y por lo tanto el flujo del campo).
2. Ajustar el voltaje en las terminales aplicado al inducido.
El método menos usual para controlar la velocidad es
3. Insertar un resistor en serie con el circuito del inducido (y con lo cual ajustar el voltaje en las
terminales aplicado al inducido)
A continuación se describirá en detalle cada uno de estos métodos.
CAMBIO DE LA RESISTENCIA DE CAMPO Para entender lo que sucede cuando se cambia el resistor
de campo de un motor de cd, suponga que se incrementa el resistor de campo y observe la respuesta.
Si se incrementa la resistencia de campo, disminuye la corriente de campo (I F 5 V T /R F ↑), y conforme
disminuye la corriente de campo, también disminuye el flujo f. Una disminución del flujo causa
un decremento instantáneo del voltaje interno generado E A (5 Kf↓v m ), que a su vez origina un gran
incremento de la corriente del inducido de la máquina, puesto que
I A ↑
V T
R A
E A ↓
+
–
R A = 0.25
E A = 245 V = K
m
El par inducido en un motor está dado por t ind 5 KfI A . Puesto que el flujo f en esta máquina
disminuye cuando la corriente I A aumenta, ¿hacia qué lado cambia el par inducido? La manera más
fácil de contestar esta pregunta es por medio de un ejemplo. La figura
8-11 muestra un motor de cd en derivación con una resistencia
+
interna de 0.25 V. Actualmente opera con un voltaje en las terminales
de 250 V y un voltaje interno generado de 245 V. Por lo tanto,
R F
el flujo de corriente en el inducido es I A 5 (250 V − 245 V)/0.25 V
5 20 A. ¿Qué sucede dentro del motor si hay una disminución del
V T = 250 V
fl ujo de 1%? Si el flujo disminuye 1%, E A debe disminuir en igual
L F
medida, puesto que E A 5 Kfv m . Por lo tanto, E A caerá a
–
FIGURA 8-11 Motor de cd en derivación de 250 V con valores
típicos de E A y R A .
E A2 5 0.99 E A1 5 0.99(245 V) 5 242.55 V
Entonces, la corriente en el inducido debe aumentar a
I A
250 V 242.55 V
0.25
29.8 A
En consecuencia, una disminución de 1% del fl ujo produjo un incremento de 49% de la corriente
en el inducido.
Regresando a la discusión original, el incremento de la corriente predomina sobre la disminución
del flujo y el par inducido aumenta a:
ind
K ↓ ⇑ I A
Puesto que t ind > t carga , el motor se acelera.
Sin embargo, conforme el motor se acelera, aumenta el voltaje interno generado E A , lo que provoca
que I A caiga. A medida que I A cae, también cae el par inducido t ind y al final t ind una vez más
es igual a t carga a una velocidad en estado estacionario más alta que la original.