MOTORES DE CC. GENERALIDADES

Transcripción

1 MOTORES DE CC. GENERALIDADES

2 ESTRUCTURA BÁSICA INDUCTOR: siempre en el estator. (dev. de campo o excitación) Imán permanente o Electroimán de cc. INDUCIDO: siempre en el rotor. (dev. de armadura) Recorrido por C.A. de f 2 =pn Tiene colector Devanado cerrado CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C.

3 ESCOBILLAS. DETALLE La baja fricción entre las escobillas y las delgas del colector le permiten al rotor girar libremente

4 COLECTOR.DETALLE

5 CONFIGURACION CLÁSICA-I Inductor en el estator Inducido en el rotor Típica en motores de elevada potencia

6 CONFIGURACION CLÁSICA-II Detalle de devanados del estator y del rotor. Sentido del campo generado Configuración de un par de polos

7 CONFIGURACION CLÁSICA-III Configuración de 2 pares de polos. Campo generado.

8 IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-I

9 IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-II

10 IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-III

11 IMPLEMENTACIÓN: MOTOR CON ROTOR CON NÚCLEO DE HIERRO-IV Inconvenientes: Gran inercia (poca aceleración) Pérdidas Saturación NO LINEALIDADES Alta constante de tiempo eléctrica (L ) Altos pares de retención Relación tensión-velocidad NO LINEAL Relación corriente-par NO LINEAL Volumen alto Peso alto Alta tensión de arranque Problemas de mantenimiento del colector

12 CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE Configuración de imán interior

13 CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE Ventajas: Baja inercia (grandes aceleraciones) Pérdidas nulas en el estator y en el hierro del rotor. Baja saturación LINEALIDAD Baja constante de tiempo eléctrica (L ) Bajos pares de retención Relación tensión-velocidad LINEAL Relación corriente-par LINEAL Volumen bajo Baja tensión de arranque Menores problemas de mantenimiento del colector

14 CONFIGURACIÓN PARA MOTORES DE ROTOR HUECO DE IMÁN PERMANENTE Inconvenientes: Precio elevado.

15 IMPLEMENTACIONES-I

16 MOTOR CON ROTOR HUECO

17 MOTOR CON ROTOR HUECO CON ARMADURA EN DISCO

18 MOTOR DE ROTOR HUECO

19 MOTOR DE ROTOR HUECO

20 ARMADURA DE UN MOTOR DE ROTOR HUECO

21 MOTORES DE ROTOR HUECO DE MINOMOTORS

22 REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I FUERZA DE LORENZ

23 REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-I(bis) FUERZA DE LORENZ

24 REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-II REGLA DE LA MANO DERECHA

25 REGLAS DEL ELECTROMAGNETISMO-III SENTIDO DEL CAMPO Y LA FUERZA

26 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-I CORRIENTE

27 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-II CAMPO MAGNÉTICO

28 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-III FUERZA

29 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-I

30 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-II

31 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-III (VARIACIÓN)

32 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IV (VARIACIÓN)

33 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IV (VARIACIÓN)

34 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-V (VARIACIÓN)

35 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VI (VARIACIÓN CON AUMENTO DE CONDUCTORES)

36 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VII (VARIACIÓN CON AUMENTO DE CONDUCTORES)

37 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-VIII (MEDIO CICLO DE GENERACIÓN DEL PAR)

38 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO-IV PAR-IX (RIZADO DEL PAR)

39 EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-I

40 EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-II

41 EFECTO DE LA CONMUTACIÓN EN LAS ESCOBILLAS-III Forma de onda de la corriente de arranque ante un impulso escalón de tensión (sensibilidad de la sonda 100mV/A)

42 MOTORES DE CC DE IMÁN PERMANENTE

43 ESTRUCTURA BÁSICA INDUCTOR: siempre en el estator. Imán permanente INDUCIDO: siempre en el rotor (dev. de armadura). Recorrido por C.A. de f 2 =pn Tiene colector Devanado cerrado CTO. EXTERIOR: recorrido por C.C.

44 IMANES PERMANENTES

45 MOTOR DE CC BÁSICO

46 CTO. EQUIVALENTE

47 CTO. EQUIVALENTE ω dia va = R ia + La + ev v V dt e = K ω Celectromec = KC ia C 2 dθ dθ = J + B + K( θ θ ) + C dt dt + C dθ ω = dt electromec 0 ext fricción

48 CTO. EQUIVALENTE R a L a i a i a R L E v ω Celectromec Va = R Ia + E E v v = KV ω I a V E V K ω a v a V = = electromec C a Ra Ra P E I E η = = = P V I V SALIDA v a v ENTRADA a a a (se desprecia la fricción) L C = K I

49 CURVAS CARACTERÍSTICAS I I = C + I a a electromec a _0 Celectromec i a = f( C ) electromec I a C electromec K I a C Celectromec = (cte. de par, en N m/a) I C electromec = + K C a I a_0 C = K I fricción C a _0

50 CURVAS CARACTERÍSTICAS ω(r.p.m.) ω = ω 0 vacío ω = ω C electromec f( C electromec ) K ω ω ω = C electromec ω ω0 =- C máximo 0 = Celectromec + Cmáximo ω ω = Kω C electromec + ω0 0

51 ω(r.p.m.) CURVA w-c

52 CURVA w-c ω(r.p.m.) ω 4 ω 3 ω 2 ω 1

53 FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ

54 CURVAS w-c e I-C

55 CURVAS w-c e i-c. DETALLE

56 CURVAS w-c e i-c

57 CURVAS w-c e i-c

58 CURVA POTENCIA DE SALIDA

59 CURVA POTENCIA DE RENDIMIENTO (ETA)

60 CURVA DE VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE ARMADURA

61 CURVA DE VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL ROTOR

62 RESUMEN DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR

63 PÉRDIDAS

64 CURVAS DE PÉRDIDAS

65 CURVA DE CTE DE TIEMPO TÉRMICA

66 CURVAS DE RANGO DE FUNCIONAMIENTO

67 RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE TENSIÓN

68 RESPUESTA DINÁMICA ANTE UN ESCALÓN DE CORRIENTE

69 OTRAS CURVAS DE INTERÉS

70 REGLAS BÁSICAS-I EL PAR ES PROPROCIONAL A LA CORRIENTE C = K I electromecánico C a CONSTANTE DE PAR CORRIENTE DE ARMADURA CONTROLAR LA CORRIENTE ES CONTROLAR EL PAR

71 MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-II

72 MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS-III

73 MOTOR DC. REGLAS BÁSICAS- IV

74 MOTOR DC. COMPORTAMIENTO

75 PWM

76 ENCODERS. Magnéticos

77 ENCODERS. Magnéticos

78 ENCODERS. Ópticos Incrementales

79 ENCODERS. Ópticos Incrementales

80 ENCODERS. Ópticos Absolutos

81 ENCODERS. Ópticos Absolutos

82 ENCODERS

83 ENCODERS

84 ENCODERS

85 REDUCTORAS-I

86 REDUCTORAS-II

87 REDUCTORAS-III

88 REDUCTORAS-IV

89 REDUCTORAS-V. REDUCTORAS PLANETARIAS

90 REDUCTORAS-VI

91 REDUCTORAS-VII

92 REDUCTORAS-VIII