Comprensión dos modos de funcionamento do motor de CC e

Técnicas de regulación da velocidade

.

Os motores de corrente continua son máquinas omnipresentes que se atopan nunha variedade de equipos electrónicos utilizados en varias aplicacións.

Normalmente, estes motores están implantados en equipos que requiren algún tipo de control rotativo ou que produce movemento.Os motores de corrente continua son compoñentes esenciais en moitos proxectos de enxeñería eléctrica.Ter unha boa comprensión do funcionamento do motor de CC e da regulación da velocidade do motor permite aos enxeñeiros deseñar aplicacións que consigan un control de movemento máis eficiente.

Este artigo analizará os tipos de motores de corrente continua dispoñibles, o seu modo de funcionamento e como conseguir o control da velocidade.

Que son os motores DC?

Gústamemotores AC, Os motores de corrente continua tamén converten a enerxía eléctrica en enerxía mecánica.O seu funcionamento é o inverso dun xerador de corrente continua que produce corrente eléctrica.A diferenza dos motores de corrente alterna, os motores de corrente continua funcionan con enerxía de corrente continua: potencia unidireccional non sinusoidal.

Construción Básica

Aínda que os motores de corrente continua están deseñados de varias maneiras, todos conteñen as seguintes partes básicas:

• Rotor (a parte da máquina que xira; tamén coñecida como "armadura")
• Estator (os enrolamentos de campo ou parte "estacionaria" do motor)
• Conmutador (pode ser con escobillas ou sen escobillas, dependendo do tipo de motor)
• Imáns de campo (proporcionan o campo magnético que fai xirar un eixe conectado ao rotor)

Na práctica, os motores de corrente continua funcionan en función das interaccións entre os campos magnéticos producidos por unha armadura xiratoria e o do estator ou compoñente fixo.

Un controlador de motor sen escobillas de CC sen sensor.Imaxe usada por cortesía deKenzi Mudge.

Principio de funcionamento

Os motores de corrente continua funcionan segundo o principio de electromagnetismo de Faraday que establece que un condutor que transporta corrente experimenta unha forza cando se coloca nun campo magnético.Segundo a "Regra da man esquerda para motores eléctricos" de Fleming, o movemento deste condutor é sempre nunha dirección perpendicular á corrente e ao campo magnético.

Matemáticamente, podemos expresar esta forza como F = BIL (onde F é forza, B é o campo magnético, I representa a corrente e L é a lonxitude do condutor).

Tipos de motores DC

Os motores de corrente continua divídense en diferentes categorías, dependendo da súa construción.Os tipos máis comúns inclúen cepillado ou sen escobillas, imán permanente, serie e paralelo.

Motores con escobillas e sen escobillas

Un motor DC cepilladoutiliza un par de escobillas de grafito ou carbón que serven para conducir ou entregar corrente desde a armadura.Estes cepillos adoitan manterse preto do conmutador.Outras funcións útiles das escobillas nos motores de corrente continua inclúen garantir un funcionamento sen brillos, controlar a dirección da corrente durante a rotación e manter limpo o conmutador.

Motores DC sen escobillasnon conteñen escobillas de carbón ou grafito.Normalmente conteñen un ou máis imáns permanentes que xiran arredor dunha armadura fixa.No lugar das escobillas, os motores de CC sen escobillas utilizan circuítos electrónicos para controlar a dirección de rotación e a velocidade.

Motores de imán permanente

Os motores de imáns permanentes consisten nun rotor rodeado por dous imáns permanentes opostos.Os imáns proporcionan un fluxo de campo magnético cando se pasa CC, o que fai que o rotor xire no sentido horario ou antihorario, dependendo da polaridade.Un dos principais beneficios deste tipo de motor é que pode funcionar a velocidade síncrona cunha frecuencia constante, o que permite unha regulación óptima da velocidade.

Motores DC bobinados en serie

Os motores en serie teñen o seu estator (normalmente feito de barras de cobre) e os devanados de campo (bobinas de cobre) conectados en serie.En consecuencia, a corrente do inducido e as correntes de campo son iguais.A alta corrente flúe directamente desde a subministración aos devanados de campo, que son máis grosos e menos que nos motores de derivación.O grosor dos enrolamentos de campo aumenta a capacidade de carga do motor e tamén produce potentes campos magnéticos que proporcionan aos motores DC en serie un par de torsión moi elevado.

Motores de derivación DC

Un motor de CC en derivación ten a súa armadura e os devanados de campo conectados en paralelo.Debido á conexión en paralelo, ambos enrolamentos reciben a mesma tensión de alimentación, aínda que se excitan por separado.Os motores de derivación normalmente teñen máis voltas nos devanados que os motores en serie, o que crea campos magnéticos potentes durante o funcionamento.Os motores de derivación poden ter unha excelente regulación de velocidade, mesmo con cargas variables.Non obstante, adoitan carecer do alto par de arranque dos motores en serie.

Un motor e un circuíto de control de velocidade instalado nun mini taladro.Imaxe usada por cortesía deDilshan R. Jayakody

Control de velocidade do motor DC

Existen tres formas principais de conseguir a regulación de velocidade nos motores de corrente continua en serie: control de fluxo, control de tensión e control da resistencia da armadura.

1. Método de control de fluxo

No método de control de fluxo, un reóstato (un tipo de resistencia variable) está conectado en serie cos devanados de campo.O obxectivo deste compoñente é aumentar a resistencia en serie nos devanados o que reducirá o fluxo, aumentando en consecuencia a velocidade do motor.

2. Método de regulación da tensión

O método de regulación variable úsase normalmente nos motores de derivación de CC.Hai, de novo, dúas formas de conseguir o control da regulación da tensión:

• Conectando o campo de derivación a unha tensión excitante fixa mentres se subministra a armadura con diferentes voltaxes (tamén coñecido como control de voltaxe múltiple)
• Variando a tensión subministrada á armadura (tamén coñecido como método Ward Leonard)

3. Método de control da resistencia da armadura

O control da resistencia da armadura baséase no principio de que a velocidade do motor é directamente proporcional á EMF traseira.Así, se a tensión de alimentación e a resistencia da armadura se manteñen nun valor constante, a velocidade do motor será directamente proporcional á corrente da armadura.

Editado por Lisa