06 Motores DC
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Descripción: motores DC...
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Tecsup 2010-II
MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA
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Tecsup 2010-II
Este se Este sesi sión ón ap apor orta ta al lo logr groo de lo loss si sigu guie ient ntes es Re Resu sultltad ados os de la Ca Carr rrer era: a:
a. Los estudiantes analizan, desarrollan, implementan y mantienen sistemas mecánicos y electromecánicos, utilizando sus sólidos conocimientos en tecnologías de Ingeniería Mecánica y herramientas modernas. b. Los estudiantes aplican conocimientos actuales y emergentes de ciencia, matemática y tecnología.
i. Los estudiantes aplican y promueven la calidad, la seguridad en el trabajo, el aprendizaje permanente y practican principios éticos.
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Tecsup 2010-II
Este se Este sesi sión ón ap apor orta ta al lo logr groo de lo loss si sigu guie ient ntes es Re Resu sultltad ados os de la Ca Carr rrer era: a:
a. Los estudiantes analizan, desarrollan, implementan y mantienen sistemas mecánicos y electromecánicos, utilizando sus sólidos conocimientos en tecnologías de Ingeniería Mecánica y herramientas modernas. b. Los estudiantes aplican conocimientos actuales y emergentes de ciencia, matemática y tecnología.
i. Los estudiantes aplican y promueven la calidad, la seguridad en el trabajo, el aprendizaje permanente y practican principios éticos.
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MAQUINAS DC
El principio de reversibilidad Pueden funcionar como motor o como generador
Todas las máquinas eléctricas rotativas son reversibles Motor Generador
Conversión de Energía Eléctrica en Energía Mecánica Conversión de Energía Mecánica en Energía Eléctrica
Motores de CC Catálogos comerciales
Motor de CC para aplicaciones de robótica
Peque%os motores de CC e imanes permanentes &otografía reali'ada en en los talleres de #$$ (ervice Gi)ón
Catálogos comerciales
Motor de CC de de 6 !" fabricado por #$$
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Maquinas DC
28/03/2016
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Komatsu
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MOTORES ELÉCTRICOS
• Todos los motores eléctricos tienen el mismo fundamento. En sistemas de control realimentados de uso industrial es muy oular el motor de corriente contínua (C.C) de!ido a la facilidad de control de velocidad y ar que resenta. "unque actualmente con el desarrollo de la electrónica de potencia los motores de corriente alterna (C.A) tam!ién son muy utili#ados en los rocesos roducti$os. • Los motores eléctricos aro$ec%an el fen&meno de la aarici&n de fuer#as so!re conductores que transortan una corriente eléctrica cuando se %allan sometidos a la influencia de un camo ma'nético.
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Aplicaciones en tracción
Control de motores
Motores de continua
Control sencillo
Control complejo
De rotor devanado Con estator en derivación
Con estator en serie
De conmutación electrónica
Compuestos
Sin escobillas
Paso a paso
De Imán permanente Convencional
Rotor de disco
Rotor de copa
Imán permanente
Reluctancia variable
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SER(OMOTORES DE C.C. • Los ser$omotores de CC son eque)as m*quinas esecialmente dise)adas ara control de osicionamiento.
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C"M+O DE "+LIC"CI,-
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MOTORES +"SO " +"SO. • Los motores aso a aso son motores del tio de reluctancia en 'eneral !if*sicos cuyo estator tiene una imantaci&n ermanente con o!/eto de o!tener un ar de retenci&n a motor arado incluso en ausencia de alimentaci&n.
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• En este tio de motores el rotor est* formado or un im*n con $arios olos y el estator osee !o!inados que se distri!uyen alrededor en la carca#a muy r&0imos a los olos. • El fundamento consiste en conectar y desconectar los !o!inados del estator de manera adecuada ara crear camos ma'néticos de olaridad similar a la del rotor que le o!li'uen a desla#arse or14
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CAMPO DE APLICACI! Posicionamientos precisos
Industria te0til. M*quinas de en$ase1em!ala/e. Equios médicos.
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Aplicaciones en tracción
Motor paso a paso (stepper motors) Rotor: imán permanente; Estator: Devanados
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Lección 9.1: Aplicaciones en tracción Motor paso a paso (stepper motors) Rotor: imán permanente Estator: Devanados
Controlando las corrientes por los devanados del estator, se consigue que el rotor se alinee con el flujo del estator.
Rotor
Estator
Aplicaciones en tracción
Motor paso a paso (stepper motors) Por cada pulso que se aplique, se mueven un paso. El paso es un ángulo determinado (desde 90º hasta ángulos pequeños, del orden de 1.8º) El control se realiza mediante CIRCUITOS INTEGRADOS ESPECÍFICOS
Señal de pulso (paso) Motor
Lógica
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Sevomotores El servo es un potente dispositivo que dispone en su interior de un pequeño motor con un reductor de velocidad y multiplicador de fuerza y un circuito que controla el sistema.
Control de un servo se debe aplicar un pulso de duración y frecuencia específicos.
ejemplos del posicionamiento del eje del servo dependiendo del ancho del pulso, donde se logra 0º, 90º y 180º con anchos de pulso de 0.5, 1.5 y 2.5 [ms] respectivamente.
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Para controlar un servo se debe aplicar un pulso de duración y frecuencia específicos.
Lección 9.1: Aplicaciones en tracción Servomotores Control PWM
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Aplicaciones en tracción
Servomotores específicos Controlamos la posición de manera continua. Entre 0º y 180º podemos tomar cualquier posición. No sirve para dar vueltas.
Señal de control: ancho de pulso variable, frecuencia constante.
Aplicaciones en tracción Comparativa de motores de continua Tipo
Ventajas
Inconvenientes
Rotor y es- tator Alto rendimiento Costoso, EMI(interferencia electromagnética), escobillas dev. Estator de imán perm.
Alto rendimiento Costoso, EMI, escobillas.
Sin núcleo (copa-disco)
Alto η, sin escobillas, baja inercia
Paso a paso, imán permanente
Digital, preciso, reversible
Funcionamiento
Aplicaciones
Alta potencia, control de
De potencia alta De ω variable.
ω
Potencia media, control de ω
De potencia media
Menor par, frágil
Potencia baja
De potencia baja, alta respuesta (computación, etc.)
Mala eficiencia Poca velocidad
Seguimiento perfecto, puede ser muy lento
Control de herramientas
Paso a paso, de Digital, preciso, reluct. var. reversible
Sobrepaso
Puede ser muy lento
Control de herramientas
Sin escobillas
Digital, sin escobillas reversible
Detección por efecto HALL (suscept. EMI)
Velocidades muy altas
Aplicaciones en ambientes agresivos
Servomotor
digital, muy preciso
Lento, sin posibilidad de giro
Control muy preciso
Radiocontrol, etc. (control muy preciso)
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U01 Conceptos Fundamentales de la Electricidad
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Aplicaciones en tracción
Motores de continua vs. motores de alterna
Motores de continua Motores de continua (excepto paso a paso): Velocidad depende de la tensión de entrada Motores paso a paso: Velocidad controlada por pulsos digitales
Velocidad variable de manera sencilla
Motores de continua (excepto paso a paso y s/esc.): Conmutación mediante escobillas Motores paso a paso y s/esc.: Conmutación digital en pulsos de entrada
Conmutación
Motores de alterna Velocidad en función de la frecuencia de red alterna
Control complejo de velocidad
Conexión directa a alterna
No necesita rectif. No tiene conmutación
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Control de un motor +"SO a +"SO
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Partes de una máquina de CC *+ Culata ,+ -.cleo polar /+ E0pansión polar 1+ -.cleo del polo au0iliar o de conmutación 2+ E0pansión del polo au0iliar o de conmutación 6+ -.cleo del inducido 3+ #rrollamiento de inducido 4+ #rrollamiento de e0citación 5+ #rrollamiento de conmutación
* 5
4 ,
*, *
/ 6 **
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1
3
*+ Colector **+ *,+ Escobillas
POLOS DE CAMPO Los polos están hechos en acero silicio laminado
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ROTOR
Está constituido por láminas de acero silicio o sección circular. La circunferencia es ranurada para que puedan alojarse los conductores del arrollamiento de armadura. Las láminas tienen un hueco circular en el centro para el eje.
ROTOR
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COLECTOR El conmutador esta hecho por un gran número de segmentos de cobre o delgas, aislados entre sí. El conmutador una vez ensamblado es colocado en eje de la máquina, a cierta distancia del núcleo de la armadura.
COLECTOR
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COLECTOR
PORTACARBONES
Toda máquina de corriente continua requiere de por lo menos dos escobillas. Están hechas de carbón o de cobre grafito y van alojados en los portaescobillas que están sujetos en un anillo que va entornillado al yugo. Un resorte presiona firmemente las escobillas sobre el conmutador para obtener un buen contacto eléctrico.
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COMPONENTES DE UNA MÁQUINA DC
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INTERPOLOS Interpolos o Polos de Conmutación Están hechos de láminas de acero silicio y llevan un arrollamiento de cobre de alambre grueso conectado en serie con la armadura. Los polos de conmutación se localizan directamente sobre los conductores que están conmutándose. Suministrando un flujo desde los polos de conmutación, y pueda cancelarse con exactitud el voltaje en las bobinas bajo conmutación. Si la cancelación es exacta, no habrá chisporroteo en las escobillas.
7E#CC89- :E #7M#:;7# Todo generador posee 2 circuitos magnéticos: el del inductor o campo y el del inducido o armadura
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+olos au0iliares • Se conectan en serie con el de$anado del inducido.
+olaridad • Se'2n la rotaci&n tienen la misma olaridad del olo rincial anterior.
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+olaridad • Se'2n la rotaci&n tienen la misma olaridad del olo rincial anterior.
+artes de una m*quina de CD
• O!ser$emos las artes de un olo de camo.
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+olos rinciales • 3o!inado inductor de una m*quina de dos olos.
+olos rinciales • 3o!inado inductor de una m*quina de cuatro olos.
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Tios de e0citaciones DC campo magnético de la m*quina de CC puede generarse mediante imanes permanentes, o con bobinas alimentadas con CC (caso habitual):
El
Seg2n
la forma de alimentaci&n de las bobinas se tienen 2 tipos de excitaci&n: Excitaci&n
independiente: la corriente que alimenta al devanado inductor es ajena a la propia m*quina, procede de una fuente independiente externa
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Tios de e0citaciones DC !utoexcitaci&n:
la corriente de excitaci&n en este caso pro"cede de la propia m *quina Seg2n la forma de obtener esta corriente existen # tipos diferentes de m*quina de CC:
Tios de e0citaciones DC • Excitaci&n compuesta o mixta: una bobina en serie $ la otra
en paralelo
• Excitaci&n derivaci&n: devanado inductor conectado directa"mente a las escobillas, por tanto, en paralelo con el inducido
• Excitaci&n Serie: devanado inductor en serie con el inducido
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E0citaci&n indeendiente
E0citaci&n indeendiente
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In$ersi&n del 'iro
Caracter4sticas • Los motores DC con imanes ermanentes tam!ién se consideran con e0citaci&n indeendiente. La frecuencia de 'iro es indeendiente de la car'a y uede $ariar $ariando la tensi&n del inducido. Se les utili#a or e/emlo en m*quinas %erramientas donde e0iste la necesidad de $ariar la frecuencia de 'iro etc
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Motor SHUNT 5deri$aci&n6
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"uto e0citaci&n en deri$aci&n SHUNT
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"uto e0citaci&n en deri$aci&n
In$ersi&n del 'iro
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Caracter4sticas • Como el de$anado del inductor est* sometido directamente a la tensi&n de la red este tio de motores se caracteri#an or una li'era reducci&n de la frecuencia de 'iro 7n8 cuando aumenta la car'a. Estos motores se utili#an donde se necesitan frecuencias de 'iro uniformes or e/emlo en al'unas m*quinas %erramientas.
Motor Serie
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"uto e0citaci&n en serie
"uto e0citaci&n en serie
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In$ersi&n del 'iro
Caracter4sticas • El motor serie se caracteri#a or resentar un 'ran ar de arranque 7M8 y orque la frecuencia de 'iro 7n8 deende muc%o de la car'a. Estos motores de!en arrancar con un re&stato de arranque ara limitar la corriente de arranque. Se les utili#a ara accionar 'randes car'as 5$e%4culos ascensores etc..6or su 'ran ar de arranque
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Motor Comuesto
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"utoe0citaci&n comound
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Caracter4sticas • +resenta un ar de arranque li'eramente menor que el motor serie. "l car'arlo su frecuencia de 'iro se reduce al'o m*s que un motor s%unt ero en $ac4o no se em!ala .Se le utili#a en el accionamiento de masas esadas ara rensar estamar ci#allar etc9
+ara In$ertir el 'iro comound
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In$ersi&n de 'iro
In$ersi&n de 'iro El sentido de 'iro de un motor DC deende del sentido de la corriente que circula or el inductor IE y de la corriente que circula or el de$anado del inducido I". Cuando se desee in$ertir el sentido de 'iro de!er* in$ertirse una de estas corrientes. Cuando de!a cam!iarse frecuentemente el sentido 'iro se in$ertir* el sentido de la corriente del inducido I".
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Comaraci&n
El colector
Catálogos comerciales
Colector Escobillas
Sentido de rotación de la espira
Colector real Colector de dos delgas
1 2
1
2
1 2
- +
0
- +
Instante Inicial
Conmutación
Inversión de la polaridad
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