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16 de septiembre de 2017

Motores de CD características, tipos y conexiones



Ya había tenido la oportunidad de hablar de motores de CD, Click aquí para leer el post anterior donde hago mención de las características más generales. Sucede que hace muy poco me encontré con un motor de CD de esos raros, el cual ya no es nada frecuente conseguir o por lo menos yo tenía más de 10 años sin ver algo similar, para mi sorpresa el motor se encuentra en excelentes condiciones estéticas y de operación, pero ¿Que es lo que lo hace ser diferente a los demás?, se debe a que cuenta con ocho puntas o cables en la caja de conexiones (Nota* también existe el motor de CD de diez  cables*) e inmediatamente se me vino a la mente la gran oportunidad  de hablar  de los diferentes tipos y formas de conexión de los motores de CD por si se llegaran a  encontrar en una situación similar la presente lectura puede servir como una guía rápida de consulta, Por cierto  también grabè un video el cual más adelante publicare aqui y en mi canal de Youtube ElectroClub.


Características del Motor de CD

Como sabemos el motor de CD se construye con cuatro elementos fundamentales. El devanado de campo (F1, F2, F3, F4, (S1 y S2)1) y Armadura (A1 y A2), la armadura es construida por alambres conductores que terminan en el Colector, el voltaje de CD que se aplica a la armadura es recogida por los Carbones que van montados y soportados en un porta-carbon. 

En motores de CD más pequeños se puede reemplazar al devanado de campo por un imàn permanente, de hecho, es el motor de CD que predomina en la actualidad, sin embargo, en motores de gran potencia y de aplicaciones industriales el estator siempre es un devanado de campo. 

La figura No. 1a y 1b  muestra la construcción básica de un motor de CD con Imán permanente.

Figura 1a
Figura 1b































El campo en un motor de DC puede ser de varios tipos

  •      Imán permanente (El devanado de campo es reemplazado por un imán)
  •      Campo serie (también llamada Shunt Stab. (S1 y S2))
  •      Shunt (campo en derivación)  
  •      Compound (derivaciòn y  serie)


Los cables típicos en un motor de CD están identificados de la siguiente manera Campo (F1, F2, F3 y F4 ), Campo Serie o también llamado Shunt Stab. (S1 y S2), Armadura (A1 y A2). si el motor cuenta con cables de termistor estos se identifican con (P1 y P2).



              1) Motor de Imán permanente 

Figura 2
El motor de imán permanente utiliza un imán para suministrar el flujo de campo magnético en lugar de un devanado de campo por lo tanto no tienen cables de campo y solo cuentan con dos cables para alimentar la armadura (A1 y A2), los motores de DC de imán permanente tienen un excelente par durante el arranque e incluyen una buena regulación de velocidad.


Desventajas:

Se limitan a la cantidad de carga que pueden soportar, es por ello que solo se les encuentra en aplicaciones de baja potencia.

El par está limitado al 150% del nominal para evitar la desmagnetización del imán permanente.

Forma de conexión:

La conexión de un motor de imán permanente es muy simple, como solo tiene dos cables de alimentación (A1 y A2) ver figura 2, basta con conectar las terminales A1 y A2 a la fuente de DC disponible (Variador de velocidad o fuente de alimentación controlada) y listo eso es suficiente para poner en marcha el motor.


                              2) Motor en  campo serie 

Figura 3
Es un motor de DC donde las terminales del devanado de campo serie (S1 y S2) a veces también llamada resistencia de estabilización (Shunt Stab) va conectada en serie con la armadura.

Una característica de los motores de campo serie es que el motor desarrolla una gran cantidad de par durante el arranque (su principal ventaja), sin embargo, la velocidad varía ampliamente a medida que va incrementando al valor de la carga.


Desventajas:

Los motores de campo en serie no deben ser utilizados en aplicaciones donde se requiere una velocidad constante bajo cargas variables.

El motor conectado en campo serie generalmente no es adecuado para uso en la mayoría de las aplicaciones de velocidad variable.

Además, si un motor de campo en serie trabaja a cierta velocidad, pero sin carga. aumenta el punto en que el motor puede dañarse, por lo que siempre es recomendable trabajar el motor con carga.

Forma de conexión.

El motor de campo en serie forzosamente debe contar con las puntas identificadas como (S1 y S2) ver figura 3, de lo contrario es imposible conectar el motor de esta forma, una peculiaridad que tiene este motor es que las terminales S1 y S2 son de un calibre de cable idéntico a los cables de armadura, porque al ir conectado en serie debe soportar completamente la corriente total de armadura.


                    3) Motor Shunt (derivación) 

Figura 4


Existen dos formas de conectar un motor de CD en derivación de campo (Shunt) ver 
figura No.4, la primera denominada excitación independiente, es decir los cables de 
campo tienen un voltaje de alimentación distinta a las terminales de armadura y la
segunda denominada fuente común esta conexión requiere conectar los cables de 
campo en paralelo con las terminales de armadura.

El motor conectado en derivación (Shunt) ofrece una buena regulación de velocidad, resulta muy conveniente para muchas aplicaciones excitar por separado o conectar a 
la misma fuente de alimentación de armadura las puntas de campo, aunque la 
conexión predominante sobre todo si se utiliza un variador de velocidad es la 
excitación independiente.

Una ventaja de la conexión en derivación (shunt) con excitación independiente es la capacidad de accionamiento con velocidad variable para proporcionar un control independiente del campo y armadura.

Además, el motor en derivación (Shunt) ofrece un control simplificado para aplicacion 
con inversión de giro, esto es especialmente benéfico en aplicaciones regenerativas.



4)   Motor Compound (derivación y serie)





































El motor Compound o compuesto se llama así por tener las terminales de campo 
(S1 y S2) conectados en serie con la armadura y las terminales de campo en 
derivación (F1, F2, F3 y F4) con excitación independiente. El campo en serie 
proporciona un mejor par durante el arranque y el campo en derivación proporciona 
una mejor regulación de velocidad.

Es el motor de DC más difícil de encontrar en la actualidad, porque es un motor 
muy antiguo y por ser el primer motor de corriente directa construido para fines 
industriales, es el único motor de CD que puede tener hasta diez puntas en la 
caja de conexiones si es que cuenta con termistor. las terminales serian
 A1, A2, F1, F2, F3, F4, S1, S2, P1 y P2.

Al motor Compound en literatura antigua se le denomina Shunt Stab, el termino 
hoy en día no es vigente, pero existen motores que indican el tèrmino en la placa
de conexiones Ver Figura 6



Figura 6


El video donde reseño las conexiones de un motor de CD de 8 puntas lo puedes ver 
dando Click Aquí, o puedes ingresar al canal de Youtube ElectroClub donde 
encontrarás este y  más videos que pueden complementar tu formación técnica.






1 S1 y S2 es un devanado de campo en serie, antiguamente conocido como resistencia de 
   estabilización (Shunt Stab)


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