Capitulo 4 --- Teoria de Motores y Generadores Dc (1) (1)

MOTOR DE CORRIENTE CONTNUA

16

CARACTERSTICAS TERMINALES DE UN MOTOR DC EN DERIVACIN

La ecuacin de la velocidad, , en funcin de la corriente de armadura, Ia , es Una recta con pendiente negativa, en tanto se

mantengan fijos El voltaje terminal, Vt El flujo de campo, P La resistencia de la armadura, Ra

La velocidad mxima de un motor paralelo se obtiene en vaco, o En vaco, la corriente de armadura, Ia , es mnima e igual al

Ia-0 La corriente de armadura, Ia, mnima en un motor en

rotacin es la corriente en vaco


17


La velocidad, , en funcin de la corriente de armadura, Ia

Ia

o Por reaccin de armadura,- a

Ia-0


18


La ecuacin de la velocidad, , en funcin del torque desarrollado, des , es Una recta con pendiente negativa, en tanto se

mantengan fijos El voltaje terminal, Vt El flujo de campo, P La resistencia de la armadura, Ra

La velocidad mxima de un motor paralelo se obtiene en vaco, o En vaco, el torque desarrollado, des , es mnimo e igual al FAN

des-0 = FAN-0


19


La velocidad, , en funcin del torque

desarrollado, des

des

des-0

o Por reaccin de armadura,- a


20


En la ecuacin de la velocidad, , en funcin del torque desarrollado, des : La pendiente de la ecuacin de la velocidad se hace

mucho mas inclinada al disminuir : El flujo de campo, P La resistencia de la armadura, Ra

La velocidad mxima de un motor paralelo se obtiene en vaco, o La velocidad en vaco, o, se incrementa al aumentar Vt La velocidad en vaco, o, disminuye al aumentar el flujo por

polo, P


21


La velocidad, , en funcin del torque desarrollado, des, para flujo por polo constante

des

des-0

o-1

La recta se desplaza

hacia arriba al

aumentar el Vt

o-2 Vt2

Vt1

Vt2 > Vt2


22


La velocidad, , de estado estable en funcin del torque desarrollado, des, y el torque de carga, Load

des

des-0

o-1

La recta se desplaza

hacia arriba al

aumentar el Vt

o-2 Vt2

Vt1

Vt2 > Vt2

Load

Lnea de carga constante


23

CARACTERSTICAS TERMINALES DE UN MOTOR DC COMPUESTO

)()(

(

(

)()()()( IaIsfIaIsfPP

saP

P

sremK

aR

aI

sremKK

aR

aI

K

Ia RRK

K

Ia sRaRaE

TV

TV

Ia de inversa funcin una obtiene Se ) T

V

que tal , a

E inducido voltaje El

) TV

rad/sec


24

CARACTERSTICAS TERMINALES DE UN MOTOR DC COMPUESTO

desIaIsfIaIsf

P

desP

P

des

P

sremK

aR

srem

aRTK

aIK

V

2)(

,

)()()()(

)K(

TV

funcin una obtiene semotor del velocidad la despejando ,Finalmente

K Ea

obtine se ,ecuaciones las combinando K

aI

como expresa seaI inducido o adodesarrroll torque El des

rad/sec

GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA

25

CONTROL DE VELOCIDAD DE UN GENERADOR VELOCIDAD DEL

PRIMOMOTOR

El control de la velocidad de un generador elctrico: Est dado por el sistema de control de velocidad del primotor,

que lo impulsa

El equipo de control de velocidad o la auto regulacin del primotor,

Decide en parte la respuesta de estado estable

No existe un control de velocidad exclusivo del generador, independiente del primotor


26

CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES

FORMULA DE LA VELOCIDAD

La velocidad del rotor del motor compuesto idealmente compensado es:

= ( Vt (R s.a+Ra+Rs+RIP+C). Ia) / K P

R s.a = Resistencia externa a la mquina en serie con la armadura RA = Resistencia interna en serie con la armadura = Ra+ Rs+ RIP+C

P = Flujo por polo del campo magntico

P = rem.+ f + S - a90 + D.C+I.P

Las variables, Vt , R s.a., rem y f, , son independientes de la carga mecnica en el eje

Las variables a, Ia, y s, , son dependientes de la carga mecnica en el eje


27

CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES

VELOCIDAD BASE

La velocidad base del motor se define bajo las condiciones siguientes:

1. Se opera bajo carga mecnica nominal

2. Se le aplica voltaje terminal nominal

3. Se reduce todas las resistencias externas del estator y rotor a cero

4. Se opera en condiciones ambientales estndar

La velocidad base con frecuencia es igual a la velocidad nominal del motor


28

CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DE C.C.

Existen 3 formas de control de la velocidad de un motor

paralelo de corriente continua:

1. Ajustando la resistencia de campo, Rf -externa, por lo tanto

regulando If y el flujo del campo f

2. Regulando el valor de la fuente de voltaje externo, Va,

aplicado a los terminales del rotor

3. Ajustando una resistencia externa, en serie con el circuito

del inducido, Rs.a.-externa.

1. La variacin de Rs.a-ext, disminuye el voltaje, Va, que se

aplica al circuito del rotor


29

CIRCUITO DE UN MOTOR DC EN DERIVACIN

..asR

AE

.ExtfR

fR

FI

LA II

TV

FIAILI

R

EaVaIa

Isa

RREV

R

VI

a

AAAT

F

T

F

)(

Lf

Ecuaciones de E.E

Va

.AR

FR


30

CIRCUITO DE UN MOTOR DC

Se dan velocidades del rotor mayores y menores que la

velocidad base en un motor de corriente continua:

Base

Control de campo paralelo Control de armadura

+ Variando Rs.a. o Va

Variando Rf.ext. o f

mxima mnima


31

CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DE C.C.

Se dan velocidades del rotor mayores y menores que la

velocidad base en un motor de corriente continua:

Base

Control de campo paralelo Control de armadura

+ Variando Rs.a. o Va

Variando Rf.ext. o f

mxima mnima


32

CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR PARALELO

CONTROL POR LA RESISTENCIA DE CAMPO PARALELO, Rf

AE

.ExtfR

fR FI

LA II

TVFIAILI

R

EaVI

IREV

R

VI

A

TA

AAAT

F

T

F

Lf

Ecuaciones de E.E

.AR

FR


33


En control de campo, al aumentar Rf disminuye If y f

Veamos que pasa con Ia, al disminuir el f en un motor paralelo a voltaje de entrada constante, VT

Ejemplo: Supongamos que un motor paralelo opera inicialmente a 240 v,

Ia1 = 50A, Ra =0,2 y a una cierta carga mecnica a) Encuentre para esta condicin, la fuerza electromotriz, Ea1 b) Si el flujo por polo, P ,disminuye en 1%, s la velocidad mecnica se

mantiene prcticamente constante, encuentre Ea2 ,e Ia2 c) Para una disminucin de 1% del P , que % cambia la corriente de

armadura, Ia2 , respecto de Ia1 Cuando hay una disminucin de flujo por polo en un motor

paralelo operando a voltaje y velocidad constante El torque elctrico desarrollado aumenta o disminuye


34

CONTROL POR LA RESISTENCIA DE CAMPO PARALELO

Condiciones Vt, TFAN y TCARGA son constantes.

Los transitorios puramente elctricos son mucho ms cortos que

los electromecnicos

1. El aumento de Rf-externa causa una disminucin de If

(=VT/RF )

2. Ante la disminucin de If disminuye f.

3. La disminucin de f reduce Ea (=KP 1)

4. La disminucin de Ea aumenta Ia [(=VT - Ea)/ RA]

5. Continua


35


5. El aumento de Ia , incrementa el des (=KP Ia )

En general el aumento de Ia , predomina sobre la disminucin del flujo, P, debido a la reduccin de If

Todos los numerales anteriores son transitorios puramente elctricos, no mecnicos

El aumento de des, hace que se altere el equilibrio y aparezca un torque acelerante y la velocidad aumente.

des. - FAN - carga = Aceler. = J Es un transitorio electromecnico, al intervenir el cambio de

7. El aumento de , incrementa Ea =K P 2 , cuya disminucin fue la causa del incremento original de Ia

8. Continua


36


Continuacin:

8. El aumento de Ea disminuye Ia

9. La disminucin de Ia, reduce el des, hasta que luego de oscilaciones,

des = FAN+ carga

A una velocidad 2 mayor que la velocidad

inicial, 1

10. De esta manera, se alcanza un nuevo estado estable, hasta

que se alguna causa lo altere


37


CONTROL POR VOLTAJE DE ARMADURA Va

AE

.ExtfR

fR

FI

FI

TV

AIFI

R

EaVaIa

Isa

RREV

R

VI

a

AAAT

F

T

F

)(

Lf

Ecuaciones de E.E

Va

.AR

AI

Fuente

regulable


38

REGULACIN DEL VOLTAJE DE LA ARMADURA

Continua..

).( E reduce den disminuci La 4.

J . - -

reduzca. se velocidadlay ntedesacelera un torque

aparezcay ,equilibrio el altere se que hace , dereduccin La 3.

).( el reduce I den disminuci La 2.

]./)([ I disminuye Va dereduccin Una1.

22

FAN

a

de variacinla intervenir al nico,electromec orioun transit Es

carga des.

des

a

1 a

P

Pdes

K

IK

RaEaV

desceler

a

a

Condiciones Vf, f , TFAN y TCARGA son constantes. Los transitorios puramente elctricos son ms cortos que los

electromecnicos.

Voltaje terminal, VT= Vf Voltaje de la armadura, Va= Ra Ia+ Ea


39

REGULACIN DEL VOLTAJE DE LA ARMADURA

estable. estado nuevoun a llega se es,oscilacion de Luego 7.

menor. Ey ad velociduna a alcanza se

que lo ,0 que hasta el incremeta I de aumento El 6.

]./)([ I aumente que hace Ea dereduccin La 5.

a

Acelerantea

a

2

d

2

es

aaa REV

Condiciones Vf, f , TFAN y TCARGA son constantes. Los transitorios puramente elctricos son ms cortos que los electromecnicos.

Voltaje terminal, VT= Vf Voltaje de la armadura, Va= Ra Ia+ Ea


40


AUMENTO DE LA RESISTENCIA EXTERNA EN SERIE CON LA ARMADURA

, Rs.a. externa

exterasR ..

AE

.ExtfR

fR

FI

LA II

TVLf

.AR

FIAILI

extasRR

EVI

Iextas

RREV

R

VI

a

ATA

AAAT

F

T

F

..

)..

(

Ecuaciones de E.E


41

CONTROL POR LA RESISTENCIA EN SERIE CON LA ARMADURA

Condiciones Vt, TFAN y TCARGA son constantes.

Los transitorios puramente elctricos son ms cortos que los electromecnicos

1. El aumento de Ra-externa causa una disminucin de Ia = (VT-Ea)/(Ra +Rsa-externa )

2. Ante la disminucin de Ia disminuye Tdesarrollado Todos los numerales anteriores son transitorios puramente elctricos, no mecnicos

3. La disminucin de des, hace que se altere el equilibrio Aparece un torque desacelerante y la velocidad disminuye.


42

CONTROL POR LA RESISTENCIA EN SERIE CON LA ARMADURA

Continua

desarrollado - FAN - carga = desacel = J

Es un transitorio electromecnico, al intervenir la

reduccin de

4. Se reduce Ea =KP 2

5. La disminucin de Ea aumenta Ia=(VT - Ea)/ RA .

6. El aumento de Ia incrementa Tdes hasta que el TDesacelerante = 0

Luego de oscilaciones, se alcanza el equilibrio a una nueva

velocidad, 2 , inferior a la inicial, 1

PREGUNTAS

43

Capitulo 4 --- Teoria de Motores y Generadores Dc (1) (1)

Documents

Transcript of Capitulo 4 --- Teoria de Motores y Generadores Dc (1) (1)