Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

8.4 Motores de cd de excitación separada y en derivación 363
EJEMPLO 8-4
El motor del ejemplo 8-3 ahora está conectado con excitación separada, como se ilustra en la figura 8-17b.
El motor gira inicialmente con V A 5 250 V, I A 5 120 A y n 5 1 103 r/min, a la vez que suministra una
carga de par constante. ¿Cuál será la velocidad del motor si se reduce V A a 200 V?
Solución
El motor tiene una corriente de línea inicial de 120 A y un voltaje del inducido V A de 250 V, por lo que el
voltaje interno generado E A es
E A 5 V T − I A R A 5 250 V − (120 A)(0.03 V) 5 246.4 V
Si se utiliza la ecuación (8-16) y se deduce que el flujo f es constante, se puede expresar la velocidad del
motor como
E A2 K 2 n m2
(8-16)
E A1 K 1 n m1
n m2
n m1
n m2
E A2
E A1
n m1
Para encontrar E A2 se utiliza la ley de voltaje de Kirchhoff:
E A2 5 V T − I A2 R A
Puesto que el par, el flujo e I A son constantes, resulta un voltaje de
E A2 5 200 V − (120 A)(0.03 V) 5 196.4 V
Entonces, la velocidad final del motor es
n m2
E A2
E A1
n m1
196.4 V
1 103 r/min 879 r/min
246.4 V
Efecto de campo abierto de un circuito
La sección anterior de este capítulo contiene una explicación sobre el control de la velocidad por
medio de la variación de la resistencia de campo de un motor en derivación. Conforme aumenta la
resistencia de campo, la velocidad del motor aumenta junto con ella. ¿Qué sucedería si este efecto se
lleva al extremo, si se aumentara sustancialmente el resistor de campo? ¿Qué sucedería si el circuito
de campo se abriera mientras el motor está en operación? Por lo dicho en la sección anterior, se sabe
que el flujo en la máquina caería drásticamente hasta llegar a f es y E A (5 Kfv m ) caería junto con él.
Esto provocaría un enorme incremento de la corriente del inducido y el par inducido resultante sería
bastante más alto que el par de carga en el motor. Por lo tanto, la velocidad del motor aumentaría
en forma constante.
Los resultados de un circuito de campo abierto pueden ser desastrosos. Cuando el autor estudiaba
la universidad, su equipo de laboratorio cometió un error de este tipo. El equipo trabajaba con
un pequeño conjunto de motor-generador controlado por un motor de cd en derivación de 3 hp. El
motor estaba conectado y listo para arrancar, pero había sólo un pequeño error: cuando se conectó el
circuito de campo, tenía un fusible de 0.3 A en lugar de el de 3 A que se debía utilizar.
Cuando el motor se puso en operación, funcionó con normalidad por cerca de 3 s y luego, repentinamente,
se presentó un destello en el fusible. De inmediato, la velocidad del motor se disparó
hacia arriba. En segundos, alguien apagó el interruptor principal, pero el tacómetro unido al motor
marcaba 4 000 r/min. El motor tenía una velocidad nominal de 800 r/min.