Al igual que un generador de CC, un motor de CC experimenta una reacción de armadura a medida que la corriente fluye a través de sus conductores de armadura, creando un flujo de armadura que interactúa con el cambio en los polos principales. La polaridad resultante y la dirección de rotación son las mismas que las del generador, pero la dirección del campo de la armadura está invertida.
En este artículo examinamos los efectos de la reacción del inducido en un motor de CC y sus consecuencias. Además, estudiamos cómo diversos componentes como engranajes, embragues, transformadores, resistencias, condensadores, inductores, interruptores, diodos, transistores, amplificadores y sistemas de retroalimentación pueden optimizar el rendimiento del motor para diferentes aplicaciones”.
Relación entre la corriente de armadura y la fuerza contraelectromotriz
Corriente de armadura
La corriente de armadura se refiere a la corriente que fluye a través del devanado de armadura de un motor o generador de CC. En los motores, esta es la corriente que impulsa la rotación mecánica, mientras que en los generadores es la corriente de salida producida por el proceso automático.
Fuerza contraelectromotriz (EMF)
La fuerza electromotriz inversa, a menudo denominada contrafem o contrafem, es el voltaje inducido en los devanados del inducido debido al movimiento relativo entre los conductores y el campo magnético. En los motores, la fuerza contraelectromotriz se opone al voltaje aplicado y limita la corriente del inducido, mientras que en los generadores es diferente del cambio en el flujo magnético y afecta el voltaje producido.
Significado de la corriente de armadura y la fem inversa
La conexión entre la corriente de armadura y la fuerza contraelectromotriz es crucial por varias razones:
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- Potencia y par del motor
- Potencia y control del generador.
- Protección del motor/generador
Rendimiento y par del motor
En un motor de CC, la fuerza contraelectromotriz es proporcional a la velocidad del motor. A medida que el motor acelera, la fuerza contraelectromotriz aumenta, lo que reduce el voltaje neto a través de la armadura y, en consecuencia, limita la corriente de la armadura. Esta relación es fundamental para controlar la velocidad y el par del motor.
Potencia y control del generador.
En un generador de CC, la fuerza electromagnética trasera determina el voltaje de salida. A medida que aumenta la corriente del inducido, aumenta la caída de voltaje a través de la resistencia del inducido, lo que hace que el voltaje neto o de salida disminuya. Comprender la relación entre la corriente de armadura y la contraEMF permite un control eficiente del voltaje en los generadores de CC.
Protección del motor/generador
La relación entre la corriente del inducido y la fuerza contraelectromotriz protege al motor o generador del flujo excesivo de corriente. El contraEMF neutraliza el voltaje aplicado y limita la corriente de la armadura a un rango seguro. Monitorear esta relación ayuda a prevenir daños al motor/generador debido a una sobrecarga.
Respuesta contrastante del inducido en motores y generadores.
En un generador de CC, la reacción de la armadura aumenta el flujo en los cables de prueba y atenúa el cambio en las puntas de los polos frontales, mientras que en un motor de CC, la reacción de la armadura produce el efecto opuesto.
Un generador de CC no puede utilizar polos y escobillas de conmutación como el GNA; Para una conmutación sensata, los puntos polares deben moverse en el sentido de rotación. En un motor de corriente continua, sin embargo, las escobillas se mueven en dirección opuesta a la dirección de rotación.
Si no se utilizan polos de conmutación, las escobillas reciben una dirección inversa en un motor de CC y una dirección de avance en un generador de CC.
Al utilizar polos de conmutación, la máquina de CC funciona con posiciones de cepillo fijas para todas las condiciones de carga. Mientras tanto, los devanados del polo de conmutación transfieren corriente de armadura cada vez que un dispositivo cambia del generador al motor. Las polaridades de los polos de conmutación deben tener signos opuestos.
Esta es la razón por la que los polos de conmutación en un motor de corriente continua deben tener la misma polaridad, porque las varillas principales están directamente detrás de ellos. Esto suele ser lo opuesto a la polaridad correspondiente en un generador de CC.
Conclusión
Un hallazgo importante es la orientación opuesta del flujo de armadura en los motores de CC en comparación con los generadores. Mientras que la corriente de la armadura en los motores fluye contra la fuerza electromagnética trasera, creando una inestabilidad que se distorsiona en la dirección opuesta a la rotación, los generadores tienen una distorsión de flujo consistente con el proceso. Esta diferencia fundamental resalta la importancia de comprender el comportamiento único de las reacciones del inducido en los motores.
Preguntas frecuentes
¿Qué son el flujo magnético y la densidad de flujo en las máquinas eléctricas?
El flujo magnético se refiere al campo magnético total que fluye a través de una superficie determinada. Se mide en Weber (Wb). La densidad de flujo, por otro lado, representa la cantidad de flujo magnético por unidad de área y se mide en Tesla (T).
¿Cuál es la influencia de los devanados de polos alternos en el rendimiento de las máquinas de CC?
Los interpolos son polos magnéticos adicionales colocados entre los polos del campo principal de una máquina de CC. Se utilizan para neutralizar la retroalimentación del inducido, reducir los problemas de conmutación y mejorar el proceso, aumentando así el rendimiento general de la máquina.
¿Qué importancia tiene el método MNA (Análisis Nodal Modificado) en el análisis de máquinas eléctricas?
El método MNA se utiliza frecuentemente en el análisis y simulación de máquinas eléctricas. Simplifica circuitos complejos con componentes interconectados, como por ejemplo máquinas eléctricas, en ecuaciones nodales y facilita así el cálculo y la investigación del comportamiento del sistema.
¿Cómo afecta la saturación al rendimiento de un generador?
La saturación se refiere al punto en el que el material magnético del núcleo del generador alcanza sus límites y ya no puede transmitir flujo magnético adicional. Esto puede provocar mayores pérdidas y una reducción de la eficiencia del generador, afectando su rendimiento general bajo cargas elevadas.
¿Cuál es el propósito del método de inversión de polos N en el control del flujo magnético?
El método de inversión de polos N se utiliza en algunas máquinas eléctricas para controlar eficazmente el campo magnético y la dirección del flujo. Invirtiendo los polos magnéticos a intervalos específicos, es posible mejorar la eficiencia y el rendimiento de la máquina en determinadas aplicaciones.
