Control de velocidad del motor de CC (derivación, serie y compuesto)

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

El control de velocidad del motor de corriente continua es una técnica esencial en la industria y en la automatización de procesos. Los motores de corriente continua se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde pequeños juguetes hasta grandes maquinarias industriales. Para controlar la velocidad de estos motores, se utilizan diferentes métodos, como la variación de la tensión de la fuente de alimentación, la modificación de la resistencia del circuito, entre otros.

En este artículo, nos centraremos en los tres tipos principales de motores de corriente continua: el motor de derivación, el motor serie y el motor compuesto. Cada uno de estos tipos de motores tiene diferentes características y se utilizan en diferentes aplicaciones, pero todos pueden ser controlados para ajustar su velocidad de funcionamiento.

En este artículo, exploraremos los diferentes métodos de control de velocidad para cada tipo de motor de corriente continua y discutiremos algunas de las ventajas y desventajas de cada método. También examinaremos algunas aplicaciones comunes para estos motores y cómo se utilizan en la práctica. Con esta información, esperamos proporcionar una comprensión más clara del control de velocidad del motor de corriente continua y su importancia en la industria moderna.

Funcionamiento de un motor de CC

Un motor de corriente continua (CC) es un tipo de motor eléctrico que funciona con una corriente que fluye en una dirección constante. El motor de CC convierte la energía eléctrica en energía mecánica giratoria. El motor de CC consta de dos partes principales: el estator y el rotor.

Estator

El estator es la parte fija del motor y consta de dos componentes principales: el imán permanente y las bobinas del campo. El imán permanente es un material magnético que produce un campo magnético constante. Las bobinas del campo son bobinas de alambre que se colocan alrededor del imán permanente y que producen un campo magnético variable cuando se les aplica una corriente eléctrica.

Rotor

El rotor es la parte giratoria del motor y consta de dos componentes principales: el eje y las bobinas del rotor. El eje es el componente central del rotor que gira cuando se aplica una corriente eléctrica. Las bobinas del rotor son bobinas de alambre que se colocan alrededor del eje y que se conectan a través de un conmutador.

Funcionamiento

El funcionamiento de un motor de CC se basa en la interacción entre los campos magnéticos producidos por el estator y el rotor. Cuando se aplica una corriente eléctrica a las bobinas del campo del estator, se produce un campo magnético variable alrededor del imán permanente. Este campo magnético interactúa con las bobinas del rotor, que también tienen un campo magnético variable debido a la corriente eléctrica que fluye a través de ellas.

La interacción entre los campos magnéticos produce un par de torsión en el rotor, lo que hace que gire. El sentido de giro del motor se puede controlar cambiando la dirección de la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor. Esto se logra a través del conmutador del rotor, que cambia la conexión eléctrica de las bobinas a medida que el rotor gira.

Control de velocidad del motor de CC

El control de velocidad del motor de CC se puede lograr mediante el control de la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor. Hay tres tipos principales de motores de CC que se utilizan para controlar la velocidad: derivación, serie y compuesto.

Motor de CC derivación

El motor de CC derivación es un tipo de motor de CC que tiene dos conjuntos de bobinas: las bobinas del campo y las bobinas del rotor. Las bobinas del campo se conectan en paralelo con las bobinas del rotor. Esto significa que la corriente eléctrica se divide entre las bobinas del campo y las del rotor, lo que permite controlar la velocidad del motor.

El control de velocidad del motor de CC derivación se logra variando la resistencia en las bobinas del rotor. Una mayor resistencia reduce la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor, lo que disminuye la velocidad del motor. Una menor resistencia aumenta la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor, lo que aumenta la velocidad del motor.

Motor de CC serie

El motor de CC serie es un tipo de motor de CC que tiene las bobinas del campo y las del rotor conectadas en serie. Esto significa que la corriente eléctrica fluye a través de las dos bobinas en serie, lo que hace que el motor tenga una alta velocidad y un alto par de torsión.

El control de velocidad del motor de CC serie se logra variando la resistencia en las bobinas del rotor. Una mayor resistencia reduce la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor, lo que disminuye la velocidad del motor. Una menor resistencia aumenta la corriente eléctrica que fluye a través de las bobinas del rotor, lo que aumenta la velocidad del motor.

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Motor de CC compuesto

El motor de CC compuesto es un tipo de motor de CC que tiene tanto las bobinas del campo como las del rotor conectadas en serie y en derivación. Esto significa que el motor tiene tanto un alto par de torsión como una alta velocidad.

El control de velocidad del motor de CC compuesto se logra variando tanto la resistencia en las bobinas del rotor como en las del campo. Una mayor resistencia en las bobinas del rotor reduce la corriente eléctrica que fluye a través de ellas, lo que disminuye la velocidad del motor. Una mayor resistencia en las bobinas del campo reduce el campo magnético producido por las bobinas del campo, lo que también disminuye la velocidad del motor.

Conclusión

El control de velocidad del motor de CC se puede lograr mediante el control de la cor

Tipos de control de velocidad de un motor de CC

El control de velocidad de un motor de corriente continua (CC) es esencial para muchos sistemas industriales y de automatización. Hay varios tipos de control de velocidad que se pueden aplicar a un motor de CC, y cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas. En este artículo, discutiremos los tres tipos principales de control de velocidad: derivación, serie y compuesto.

Control de velocidad de derivación

El control de velocidad de derivación es el método más comúnmente utilizado en aplicaciones de control de velocidad de motores de CC. Este método implica la adición de una resistencia en paralelo con el devanado del motor. Cuanto mayor sea la resistencia, menor será la velocidad del motor. Este método es adecuado para aplicaciones donde la carga del motor varía mucho.

  • La resistencia se puede ajustar para cambiar la velocidad del motor.
  • Este método es económico y fácil de implementar.
  • La velocidad del motor puede variar ampliamente y mantenerse estable.
  • La eficiencia del motor disminuye a medida que se agrega resistencia.

Control de velocidad de serie

El control de velocidad de serie implica la adición de una resistencia en serie con el devanado del motor. Cuanto mayor sea la resistencia, mayor será la velocidad del motor. Este método es adecuado para aplicaciones donde se necesitan altos niveles de torque.

  • Este método proporciona un alto torque de arranque.
  • La velocidad del motor puede variar ampliamente y mantenerse estable.
  • La eficiencia del motor disminuye a medida que se agrega resistencia.
  • Este método no es adecuado para aplicaciones de baja carga.

Control de velocidad compuesto

El control de velocidad compuesto combina los métodos de control de velocidad de derivación y serie. Este método implica la adición de una resistencia en paralelo y en serie con el devanado del motor. Este método es adecuado para aplicaciones que requieren una amplia gama de velocidades y altos niveles de torque.

  • Este método proporciona un alto torque de arranque.
  • La velocidad del motor puede variar ampliamente y mantenerse estable.
  • La eficiencia del motor disminuye a medida que se agrega resistencia.
  • Este método es más complejo y costoso que los otros dos métodos.

Es importante seleccionar el método adecuado para la aplicación específica del motor de CC. Los factores a considerar incluyen la carga, la velocidad requerida y la eficiencia del motor.

Derivación

El control de velocidad del motor de CC se puede lograr mediante diferentes configuraciones, tales como derivación, serie y compuesto. En este artículo nos centraremos en la derivación.

¿Qué es la derivación?

La derivación, también conocida como motor de CC en paralelo, es una configuración en la que el devanado de campo y el devanado del rotor están conectados en paralelo. Esto permite que una parte de la corriente fluya a través del devanado del campo y otra parte a través del devanado del rotor.

En este tipo de motor, el devanado del campo se conecta directamente a la fuente de alimentación, mientras que el devanado del rotor se conecta a través de un controlador de velocidad, como un potenciómetro o un circuito electrónico.

¿Cómo funciona?

La corriente que fluye a través del devanado del campo crea un campo magnético que interactúa con el campo magnético producido por la corriente que fluye a través del devanado del rotor. Esto hace que el rotor gire.

La velocidad del motor se puede controlar variando la cantidad de corriente que fluye a través del devanado del rotor. Si se reduce la corriente, la velocidad del motor disminuirá y si se aumenta la corriente, la velocidad del motor aumentará.

Características de la derivación

  • La velocidad del motor se puede controlar fácilmente.
  • El motor tiene un alto torque inicial.
  • Es adecuado para aplicaciones que requieren una velocidad constante.
  • Es más eficiente a altas velocidades que a bajas velocidades.

Aplicaciones de la derivación

La configuración de derivación se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo:

  • Torno de metal: para controlar la velocidad de rotación del husillo.
  • Ventiladores: para controlar la velocidad de los ventiladores en sistemas de ventilación.
  • Transportadores: para controlar la velocidad de los transportadores en líneas de producción.

Su capacidad para controlar fácilmente la velocidad del motor y su alto torque inicial lo hacen ideal para una amplia variedad de aplicaciones.

Serie

El motor de corriente continua (CC) puede ser controlado mediante diferentes métodos, uno de ellos es a través del control de velocidad. Existen tres tipos de motores de CC: derivación, serie y compuesto. A continuación, nos enfocaremos en la serie.

Serie:

Este tipo de motor tiene un devanado de campo y un devanado de armadura conectados en serie. La corriente que fluye por el devanado de campo es la misma que fluye por el devanado de armadura, lo que hace que el campo magnético generado por el devanado de campo aumente proporcionalmente con la corriente de armadura.

La velocidad de un motor de CC serie se puede controlar de diferentes maneras, como:

  • Control de voltaje: Al disminuir el voltaje suministrado al motor, se reduce la velocidad de rotación. Esto se logra mediante la utilización de un variador de voltaje.
  • Control de corriente: Al disminuir la corriente suministrada al motor, se reduce la velocidad de rotación. Esto se logra mediante el uso de un controlador de corriente.
  • Control de resistencia: Al aumentar la resistencia en el devanado de armadura, se reduce la velocidad de rotación. Esto se logra mediante la utilización de un controlador de resistencia.
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Es importante mencionar que los motores de CC serie tienen una característica de torque elevado, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren un alto torque inicial, como en el caso de arrancadores de motores eléctricos.

Un ejemplo de aplicación de un motor de CC serie es en el caso de una locomotora eléctrica. En este caso, se requiere un motor con un alto torque inicial para poder mover el peso de la locomotora y su carga, y la velocidad se controla mediante la variación del voltaje suministrado al motor.

Compuesto

El control de velocidad del motor de CC se puede lograr mediante tres configuraciones principales: derivación, serie y compuesto. En este artículo, nos enfocaremos en la configuración compuesta y su funcionamiento.

¿Qué es un motor compuesto?

Un motor compuesto es una combinación de los motores de derivación y serie. En esta configuración, el motor tiene tanto un devanado de armadura en derivación como un devanado de armadura en serie.

¿Cómo funciona un motor compuesto?

Cuando se aplica una carga ligera al motor compuesto, la corriente fluye principalmente a través del devanado de armadura en derivación, lo que genera un campo magnético débil en el núcleo del motor. Como resultado, el motor funciona a una velocidad alta.

Por otro lado, cuando se aplica una carga pesada al motor compuesto, la corriente fluye principalmente a través del devanado de armadura en serie, lo que genera un campo magnético fuerte en el núcleo del motor. Como resultado, el motor funciona a una velocidad baja.

¿Cuáles son las ventajas del motor compuesto?

  • El motor compuesto tiene un alto par de arranque y una velocidad constante en una amplia gama de cargas.
  • Es adecuado para aplicaciones que requieren un alto par de arranque y una velocidad constante, como en máquinas herramientas y elevadores.
  • La velocidad puede ser ajustada mediante la variación de la corriente en el devanado de armadura en serie.

¿Cuáles son las desventajas del motor compuesto?

  • El motor compuesto es más costoso que el motor de derivación y el motor en serie.
  • El motor compuesto es más complejo y requiere más mantenimiento que los otros dos motores.
  • No es adecuado para aplicaciones que requieren una velocidad variable en una amplia gama de cargas.

Ejemplo de aplicación del motor compuesto

Un ejemplo de aplicación del motor compuesto es en una máquina herramienta que requiere un alto par de arranque y una velocidad constante. El motor compuesto puede ser utilizado en esta aplicación debido a que tiene un alto par de arranque y una velocidad constante en una amplia gama de cargas.

Conclusión

El motor compuesto es una configuración de motor de CC que combina los motores de derivación y serie. Tiene un alto par de arranque y una velocidad constante en una amplia gama de cargas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren estas características. Sin embargo, es más costoso y complejo que los otros dos motores y no es adecuado para aplicaciones que requieren una velocidad variable en una amplia gama de cargas.

Aplicaciones del control de velocidad del motor de CC

El control de velocidad del motor de corriente continua (CC) es una técnica muy utilizada en la industria para regular la velocidad de los motores eléctricos. Estos motores se pueden clasificar en tres tipos: derivación, serie y compuesto.

Motor de CC de derivación

Los motores de CC de derivación son aquellos en los que la corriente se divide en dos circuitos, uno que fluye por el devanado de campo y otro por el devanado de armadura. Este tipo de motor es muy utilizado en aplicaciones que requieren un control de velocidad preciso y constante, como en el caso de las máquinas herramientas y los robots industriales.

Motor de CC serie

Los motores de CC serie son aquellos en los que la corriente fluye por el devanado de armadura y el devanado de campo en serie. Estos motores tienen un alto par de arranque y son muy utilizados en aplicaciones que requieren una gran fuerza para mover una carga, como en el caso de los trenes y los elevadores.

Motor de CC compuesto

Los motores de CC compuesto son aquellos en los que se combinan las características de los motores de derivación y serie. Estos motores tienen un alto par de arranque y son capaces de mantener una velocidad constante incluso ante cambios en la carga. Son muy utilizados en aplicaciones que requieren un control de velocidad preciso y constante, como en el caso de los robots industriales y los sistemas de automatización.

Aplicaciones del control de velocidad del motor de CC

El control de velocidad del motor de CC se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones en la industria, algunas de las cuales son:

  • Industria textil: Los motores de CC se utilizan en las máquinas de tejer y en las máquinas de coser para controlar la velocidad y la tensión del hilo.
  • Industria automotriz: Los motores de CC se utilizan en los sistemas de ventilación, los limpiaparabrisas y los sistemas de dirección asistida para controlar la velocidad y la potencia del motor.
  • Industria alimentaria: Los motores de CC se utilizan en las máquinas de envasado y en las máquinas de procesamiento de alimentos para controlar la velocidad y la precisión en la manipulación de los productos.
  • Industria aeroespacial: Los motores de CC se utilizan en los sistemas de control de vuelo de los aviones y en los sistemas de posicionamiento de los satélites para controlar la velocidad y la posición de los motores.

Los motores de CC se pueden clasificar en tres tipos: derivación, serie y compuesto, y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en la industria, incluyendo la textil, la automotriz, la alimentaria y la aeroespacial.

Ventajas y desventajas del control de velocidad del motor de CC

Ventajas

  • Control preciso: El control de velocidad del motor de CC permite un control preciso de la velocidad del motor en una amplia gama de velocidades, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren un control preciso, como en la industria textil.
  • Alta eficiencia: Los motores de CC son conocidos por su alta eficiencia y su capacidad para mantener una velocidad constante bajo diferentes cargas. Esto hace que sean ideales para aplicaciones donde se requiere una alta eficiencia, como en la industria de la alimentación.
  • Facilidad de control: Los motores de CC son fáciles de controlar, lo que los hace ideales para su uso en aplicaciones donde se requiere un control preciso y fácil, como en la industria automotriz.
  • Adaptabilidad: Los motores de CC son altamente adaptables y pueden ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones, desde motores pequeños para juguetes hasta grandes motores para la industria pesada.
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Desventajas

  • Costo: Los motores de CC pueden ser costosos en comparación con otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos atractivos para aplicaciones de bajo costo.
  • Mantenimiento: Los motores de CC requieren un mantenimiento regular para mantener su eficiencia y vida útil. Esto puede ser costoso y requerir tiempo y recursos adicionales.
  • Tamaño y peso: Los motores de CC pueden ser más grandes y pesados que otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos adecuados para aplicaciones donde el espacio y el peso son limitados.
  • Vida útil limitada: Los motores de CC tienen una vida útil limitada en comparación con otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos adecuados para aplicaciones donde se requiere una larga vida útil.

Sin embargo, también tiene algunas desventajas, como su costo, mantenimiento, tamaño y peso, y vida útil limitada. Es importante tener en cuenta estas ventajas y desventajas al decidir si un motor de CC es adecuado para una aplicación específica.

Ventajas y desventajas del control de velocidad del motor de CC

Ventajas

  • Control preciso: El control de velocidad del motor de CC permite un control preciso de la velocidad del motor en una amplia gama de velocidades, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren un control preciso, como en la industria textil.
  • Alta eficiencia: Los motores de CC son conocidos por su alta eficiencia y su capacidad para mantener una velocidad constante bajo diferentes cargas. Esto hace que sean ideales para aplicaciones donde se requiere una alta eficiencia, como en la industria de la alimentación.
  • Facilidad de control: Los motores de CC son fáciles de controlar, lo que los hace ideales para su uso en aplicaciones donde se requiere un control preciso y fácil, como en la industria automotriz.
  • Adaptabilidad: Los motores de CC son altamente adaptables y pueden ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones, desde motores pequeños para juguetes hasta grandes motores para la industria pesada.

Desventajas

  • Costo: Los motores de CC pueden ser costosos en comparación con otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos atractivos para aplicaciones de bajo costo.
  • Mantenimiento: Los motores de CC requieren un mantenimiento regular para mantener su eficiencia y vida útil. Esto puede ser costoso y requerir tiempo y recursos adicionales.
  • Tamaño y peso: Los motores de CC pueden ser más grandes y pesados que otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos adecuados para aplicaciones donde el espacio y el peso son limitados.
  • Vida útil limitada: Los motores de CC tienen una vida útil limitada en comparación con otros tipos de motores, lo que puede hacer que sean menos adecuados para aplicaciones donde se requiere una larga vida útil.

Sin embargo, también tiene algunas desventajas, como su costo, mantenimiento, tamaño y peso, y vida útil limitada. Es importante tener en cuenta estas ventajas y desventajas al decidir si un motor de CC es adecuado para una aplicación específica.

En conclusión, el control de velocidad del motor de CC es esencial en muchos procesos industriales y comerciales. Existen diferentes métodos de control, desde los más simples, como la regulación de la tensión de alimentación, hasta los más complejos, como el control por microprocesadores. Cada método tiene sus ventajas y desventajas, y la elección dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación. La correcta elección y aplicación del método de control de velocidad permitirá una operación más eficiente y segura del motor de CC, lo que se traducirá en ahorro de energía y prolongación de la vida útil del equipo.

En conclusión, el control de velocidad del motor de corriente continua es una técnica muy importante en la industria moderna. Los tres tipos de motores de CC, derivación, serie y compuesto, tienen diferentes características y aplicaciones, y cada uno de ellos se puede controlar para ajustar su velocidad y torque. Los métodos de control más comunes incluyen la regulación de voltaje, la regulación de corriente y la regulación de pulsos de ancho de modulación (PWM). El control de velocidad del motor de CC es utilizado en diversas aplicaciones, desde la industria automotriz hasta la robótica. En resumen, el control de velocidad del motor de CC es esencial para la eficiencia y la optimización de los procesos industriales.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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