Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Un motor de CC devanado en serie, como en el caso de un motor de CC de enrollado en derivación o un motor de CC de enrollado compuesto, se incluye en la categoría de motores de CC autoexcitados, y recibe su nombre del hecho de que el devanado de campo en este caso está conectado internamente en serie. al devanado del inducido . Por lo tanto, el devanado de campo está expuesto a toda la corriente del inducido, a diferencia del caso de un motor en derivación.
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Construcción del motor de CC de la serie
En cuanto a la construcción, este motor es similar a cualquier otro tipo de motores de CC en casi todos los aspectos. Consiste en todos los componentes fundamentales, como el estator que aloja el devanado de campo o el rotor que lleva los conductores de la armadura, y las otras partes vitales como el conmutador o los segmentos de escobilla, todos conectados en la secuencia adecuada como en el caso de un motor de CC genérico .
Sin embargo, si vamos a observar de cerca el cableado del campo y las bobinas del inducido de este motor de CC, se distingue claramente de los otros miembros de este tipo.
Para entender eso, volvamos al hecho básico mencionado anteriormente, que este motor tiene una bobina de campo conectada en serie al devanado del inducido . Por esta razón, una corriente relativamente más alta fluye a través de las bobinas de campo y está diseñada en consecuencia, como se menciona a continuación.
- Las bobinas de campo del motor de la serie de CC se enrollan con relativamente menos vueltas ya que la corriente a través del campo es su corriente de inducido y, por lo tanto, para la mmf requerida se requieren menos vueltas.
- El cable es más pesado, ya que el diámetro aumenta considerablemente para proporcionar una resistencia eléctrica mínima al flujo de la corriente del inducido completo.
- A pesar de las diferencias mencionadas anteriormente, al tener menos vueltas de bobina, el funcionamiento de este motor de CC no se ve afectado, ya que la corriente a través del campo es razonablemente alta para producir un campo lo suficientemente fuerte como para generar la cantidad de par requerida. Para entenderlo mejor, echemos un vistazo a la ecuación de voltaje y corriente del motor de la serie DC.
Puede obtener más información sobre los motores de CC al estudiar nuestros MCQ eléctricos .
Ecuación de voltaje y corriente del motor de CC en serie
El esquema eléctrico de un motor de CC bobinado en serie típico se muestra en el siguiente diagrama.
Deje que el voltaje de suministro y la corriente dados al puerto eléctrico del motor estén dados por E e I en total, respectivamente.
Dado que toda la corriente de suministro fluye a través del inducido y del conductor de campo.
Donde, I se es la corriente en serie en la bobina de campo e I a es la corriente del inducido.
Ahora forme la ecuación de voltaje básica del motor de CC .
Donde, E b es la fem trasera.
R se es la resistencia de la bobina en serie y R a es la resistencia del inducido.
Como yo se = yo a , podemos escribir,
Ésta es la ecuación de voltaje básica de un motor de CC bobinado en serie .
Otro hecho interesante sobre el motor de la serie de CC que vale la pena señalar es que, el flujo de campo, como en el caso de cualquier otro motor de CC, es proporcional a la corriente de campo .
Pero dado que aquí,
es decir, el flujo de campo es proporcional a toda la corriente del inducido o la corriente de suministro total. Y por esta razón, el flujo producido en este motor es lo suficientemente fuerte como para producir un par suficiente, incluso con el número mínimo de vueltas que tiene en la bobina de campo.
Velocidad y par del motor de CC de la serie
Los motores bobinados en serie tienen una relación lineal existente entre la corriente de campo y la cantidad de par producido. es decir, el par es directamente proporcional a la corrienteen todo el rango del gráfico. Como en este caso fluye una corriente relativamente más alta a través del devanado de campo en serie pesado con un diámetro más grueso, el par electromagnético producido aquí es mucho más alto de lo normal. Este alto par electromagnético produce una velocidad del motor, lo suficientemente fuerte como para levantar cargas pesadas superando su inercia inicial de reposo. Y por esta razón en particular, el motor se vuelve extremadamente esencial como motores de arranque para la mayoría de las aplicaciones industriales que se ocupan de cargas mecánicas pesadas, como grúas enormes o trozos de metal grandes, etc. el propósito de comenzar. Porque si funciona durante demasiado tiempo, la alta corriente en serie podría quemar las bobinas de campo de la serie, dejando el motor inútil.
Regulación de velocidad del motor de CC bobinado en serie
A diferencia del caso de un motor de derivación de CC , el motor de la serie de CC tiene una regulación de velocidad muy pobre. es decir, el motor en serie no puede mantener su velocidad al agregar una carga externa al eje. Veamos por qué.
Cuando se agrega carga mecánica al eje en cualquier momento, la velocidad se reduce automáticamente cualquiera que sea el tipo de motor. Pero el término regulación de velocidad se refiere a la capacidad del motor para devolver la velocidad reducida a su valor anterior original dentro de un período de tiempo razonable. Pero este motor es altamente incapaz de hacer eso, ya que con la reducción en la velocidad N al agregar la carga, la fem trasera dada por,
Esta disminución en la Emf trasera E b , aumenta el voltaje neto E – E by, en consecuencia, la corriente de campo en serie aumenta.
El valor de la corriente en serie a través de la bobina de campo se vuelve tan alto que tiende a saturar el núcleo magnético del campo. Como resultado, el flujo magnético que une las bobinas aumenta a una velocidad mucho más lenta en comparación con el aumento de la corriente más allá de la región de saturación, como se muestra en la figura siguiente.
El campo magnético débil producido como consecuencia no puede proporcionar la cantidad necesaria de fuerza para devolver la velocidad a su valor anterior antes de la aplicación de la carga.
Por lo tanto, teniendo en cuenta todos los hechos mencionados anteriormente, un motor de CC bobinado en serie es más aplicable como motor de arranque para aplicaciones industriales.