Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

358 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
+
–
R A I A
E A V V T
Controlador
I L
+
de voltaje
+
variable
I F
R F
A
L F
FIGURA 8-13 Control de voltaje del inducido de un motor de cd en
derivación (o de excitación separada).
m
–
V T es constante
V A es variable
tencia de campo no se debe utilizar en este tipo de motores.
En cambio, se debe usar el método de control de velocidad
por medio del voltaje en el inducido.
CAMBIO DEL VOLTAJE EN EL INDUCIDO La segunda manera
de controlar la velocidad involucra el cambio del voltaje
aplicado al inducido del motor sin cambiar el voltaje
aplicado al campo. Se requiere una conexión similar a la de
la figura 8-13 para efectuar este tipo de control. En efecto,
los motores deben ser de excitación separada para utilizar el
control por medio del voltaje en el inducido.
Si se incrementa el voltaje V A , entonces la corriente en
el inducido del motor debe aumentar [I A 5 (V A ↑ − E A )/
R A ]. Conforme aumenta I A , el par inducido t ind 5 KfI A ↑
se incrementa, lo que hace que t ind > t carga y que aumente la
velocidad v m del motor.
Pero, conforme aumenta la velocidad v m , el voltaje interno generado E A (5 Kfv m ↑) aumenta,
lo que provoca que la corriente en el inducido disminuya. La disminución en I A disminuye el par
inducido y provoca que t ind sea igual a t carga a una velocidad de rotación v m más alta.
Resumiendo el comportamiento de causa y efecto de este método de
control de velocidad se tiene:
V A2 > V A1
–
V A2
VA1
FIGURA 8-14 Efecto del control de velocidad de
voltaje del inducido en la característica par-velocidad de
un motor en derivación.
t
ind
1. Un incremento en V A aumenta I A [5 (V A ↑ − E A )/R A ).
2. Un incremento en I A aumenta t ind (5 Kf I A ↑).
3. Un incremento en t ind hace que t ind > t carga y aumenta v m .
4. Un incremento en v m aumenta E A (5 Kfv m ↑).
5. Un incremento en E A disminuye I A [5 (V A ↑ − E A )/ R A ].
6. Una disminución en I A disminuye t ind hasta que t ind 5 t carga a una
velocidad v m más alta.
En la figura 8-14 se muestra el efecto de incrementar V A en la característica
par-velocidad de un motor de excitación separada. Nótese que
la velocidad en vacío del motor se desplaza con este método de control de
velocidad, pero la pendiente de la curva permanece constante.
m
FIGURA 8-15 Efecto del control de velocidad de resistencia
del inducido en la característica par-velocidad de un motor en
derivación.
INSERCIÓN DE UN RESISTOR EN SERIE CON EL CIRCUITO DEL INDUCIDO Si se inserta un resistor
en serie con el circuito del inducido, el efecto es que la pendiente de la característica par-velocidad
del motor se incrementa drásticamente y hace que opere en forma más lenta si está cargado (figura
8-15). Este hecho se puede observar con facilidad en la ecuación
R A1
R A2
R A3
RA4
R A1 < R A2 < R A3 < R A4
t
ind
(8-7). La inserción de un resistor es un método de control de velocidad
que causa mucho desperdicio, puesto que son muy grandes las
pérdidas en el resistor insertado. Por esta razón casi no se utiliza. Se
encuentra sólo en aplicaciones en las que el motor pasa casi todo el
tiempo operando a plena velocidad o en aplicaciones demasiado baratas
que no justifican otro método mejor de control de velocidad.
Los dos métodos más comunes de control de velocidad de motores
en derivación (variación de la resistencia de campo y variación
del voltaje en el inducido) tienen diferentes intervalos de operación
seguros.
En el control por resistencia de campo, mientras más baja sea la
corriente de campo en un motor de cd en derivación (o de excitación
separada), más rápido girará; y mientras más alta sea la corriente de
campo, más lento girará. Puesto que un incremento en la corriente
de campo causa una disminución de la velocidad, siempre se puede
lograr una velocidad mínima con el control de circuito de campo.