Este motor sigue leyes de funcionamiento lineales y por ello es más fácil explotar al máximo sus características en comparación con los motores síncronos o asíncronos.
●Composición de un motor DC:
El estator está formado por una carcasa metálica y uno o más imanes que crean un campo magnético permanente en el interior del estator. En la parte trasera del estator están los soportes de las escobillas y el engranaje de las escobillas que proporcionan contacto eléctrico con el rotor. El rotor está formado por una carcasa de metal que lleva bobinas que están interconectadas en el conmutador en la parte trasera del rotor. El conjunto del conmutador y la escobilla luego selecciona la bobina a través de la cual pasa la corriente eléctrica en la dirección opuesta.
Principio de funcionamiento Cualquiera que sea la complejidad de los devanados de la bobina del rotor, una vez energizados, pueden representarse en forma de un cilindro ferromagnético con un solenoide enrollado alrededor.
El cable del solenoide es en la práctica el haz de cables ubicado en cada ranura del rotor. El rotor, cuando está energizado, actúa como un electroimán, el campo magnético sigue el eje que separa los cables del solenoide en la dirección de la corriente que fluye a través de ellos.
El motor, por lo tanto, consta de imanes permanentes fijos (el estator) un imán móvil (el rotor) y una carcasa de metal para concentrar el flujo (el cuerpo del motor). (DRW 1)
(DRW 2) Por la atracción de los polos opuestos y la repulsión de los polos iguales, un par actúa sobre el rotor y lo hace girar. Este par es máximo cuando el eje entre los polos del rotor es perpendicular al eje de los polos del estator. Tan pronto como el rotor comienza a girar, las escobillas fijas hacen y rompen el contacto con los segmentos giratorios del conmutador a su vez. Luego, las bobinas del rotor se activan y desactivan de tal manera que, a medida que gira el rotor, el eje de un nuevo polo del rotor siempre es perpendicular al del estator. Debido a la disposición del conmutador, el rotor está en constante movimiento, sin importar su posición. La fluctuación del par resultante se reduce aumentando el número de segmentos del conmutador, lo que proporciona una rotación más suave. Al invertir el suministro de energía al motor, la corriente en las bobinas del rotor, y por lo tanto los polos norte y sur, se invierte. El par que actúa sobre el rotor se invierte y el motor cambia su sentido de giro. Por su propia naturaleza, el motor de CC es un motor con un sentido de giro reversible.
●Par y velocidad de rotación:
El par generado por el motor y su velocidad de rotación dependen el uno del otro.
Esta es una característica básica del motor; es una relación lineal y se utiliza para calcular la velocidad sin carga y el par de arranque del motor. (DRW 1)
La curva de la potencia de salida del motor se deduce del gráfico de par en función de la velocidad. (DRW 2) Las curvas de par frente a velocidad y potencia de salida dependen de la tensión de alimentación del motor.
El voltaje de suministro al motor supone un funcionamiento continuo del motor a una temperatura ambiente de 20°C en condiciones operativas nominales.
Es posible alimentar el motor con una tensión diferente (normalmente entre -50% y + 100% de la tensión de alimentación recomendada). Si se utiliza una tensión inferior a la recomendada, el motor será menos potente. se usa, el motor tendrá una potencia de salida más alta pero funcionará más caliente (se recomienda la operación intermitente).
Para variaciones en la tensión de alimentación entre aproximadamente - 25% a + 50%, el nuevo gráfico de par vs velocidad permanecerá paralelo al anterior. Su par de arranque y velocidad en vacío variarán en el mismo porcentaje (n%) como la variación en el voltaje de suministro. La potencia máxima de salida se multiplica por (1 +畏%)2.
Ejemplo: para un aumento del 20 % en la tensión de alimentación
El par de arranque aumenta un 20 % (x 1,2)
La velocidad sin carga aumenta en un 20 % (x 1,2)
La potencia de salida aumenta en un 44 % (x 1,44)
Par y corriente de suministro:
Esta es la segunda característica importante de un motor DC. Es lineal y se utiliza para calcular la corriente sin carga y la corriente con el rotor estacionario (corriente de arranque).
El gráfico de esta relación no varía con la tensión de alimentación
del motor El final de la curva se prolonga de acuerdo con el par y la corriente de arranque.
Esta constante de par es tal que:：C=Kc(I锛岻o) El par de fricción rotacional es Kc. yo Por lo tanto, el par se expresa de la siguiente manera: C=Kc. I锛岰f Cf=Kc. yo
Kc = Constante de par (Nm/A) C = Par (Nm)
Cd= Par de arranque (Nm) Cf = Par de fricción rotacional (Nm)
I = Corriente (A) Io = Corriente en vacío (A) Id = Corriente de arranque (A)
El gradiente de esta curva se denomina "constante de par" del motor.
●Eficiencia
La eficiencia de un motor es igual a la potencia mecánica de salida que puede entregar, dividida por la potencia que absorbe. La potencia de salida y la potencia absorbida varían en relación con la velocidad de rotación, por lo que la eficiencia también es función de la velocidad. del motor. La máxima eficiencia se obtiene con una velocidad de rotación dada superior al 50% de la velocidad sin carga.
●Aumento de la temperatura
El aumento de temperatura de un motor se debe a la diferencia entre la potencia absorbida y la potencia de salida del motor. Esta diferencia es la pérdida de potencia. El aumento de temperatura también está relacionado con el hecho de que la pérdida de potencia, en forma de calor del motor, no es rápidamente absorbida por el aire ambiente (resistencia térmica). La resistencia térmica del motor se puede reducir en gran medida mediante la ventilación.
●Importante
Las características operativas nominales corresponden a las características de par-velocidad de voltaje requeridas para operación continua a una temperatura ambiente de 20°C. Fuera de estas condiciones de funcionamiento, solo es posible el funcionamiento intermitente: sin excepción, todas las comprobaciones relativas a condiciones de funcionamiento extremas deben realizarse en las condiciones reales de aplicación del cliente para garantizar un funcionamiento seguro.
