Variadores de Velocidad de Motores DC: Fundamentos

23 Enero 2010

Las características de funcionamiento de los motores DC de excitación independiente y el desarrollo de la electrónica de potencia,

han permitido fabricar equipos variadores de velocidad que controlan prácticamente todos los parámetros importantes del motor, permitiendo su uso en todo tipo de aplicaciones industriales. Dichas aplicaciones van desde el control de velocidad del motor hasta el control de su posición (servo-variadores).

 

Los motores DC tienen numerosos inconvenientes, pues necesitan alimentaciones de potencia en continua. Además para la misma potencia, estas máquinas son de dimensiones y costos mayores que los motores de inducción y necesitan más mantenimiento debido al conmutador. Las ventajas de los motores DC es que pueden proporcionar altos pares de arranque, su margen de velocidad es grande por encima y por debajo de los valores nominales y su procedimiento de regulación es más sencillo y económico que los correspondientes a los motores de inducción.

 

Por las razones expuestas líneas arriba, se siguen usando los motores DC y por lo tanto los variadores de velocidad para dicho tipo de motor han seguido desarrollándose sobre todo en lo que respecta a su etapa de control (comunicación por computadora, panel digital de programación, auto-sintonía, etc.), pues su etapa de potencia (rectificadores controlados mediante tiristores o transistores) permanece invariable.

 

 

VARIACION DE VELOCIDAD

 

De las ecuaciónes anteriores se tiene que la velocidad n depende de:

 

 

Por lo tanto, el control de la velocidad de un motor DC se consigue mediante la variación del voltaje de armadura (Va ) o por variación del flujo magnético del campo (proporcional a If ).

 

Hasta antes de la llegada de los variadores electrónicos de velocidad para motores DC, las formas de regular la velocidad eran por procedimientos que se citan a continuación:

 

a.- Por variación de la tensión en bornes de armadura Va :

 

• Control reostático de la tensión de armadura. Tracción eléctrica.

• Empleando un elevador/reductor.

• Modificando   el   acoplamiento   de   dos   motores   por   medio   de engranajes.

• Sistema Ward-Leonard.

 

b.-Por variación de flujo de campo


• Reostato de regulación de campo.

 

 

INVERSIÓN DE GIRO DE MOTORES DE DC

 

La inversión de giro de un motor DC se necesita en gran cantidad de aplicaciones. Para cambiar el sentido de giro hay que variar el campo magnético en uno de los dos circuitos del motor (armadura o campo). En la práctica, la variación del sentido del campo magnético se hace sobre el bobinado de armadura tal como se muestra en la figura 1. En este caso la posición del interruptor nos permite cambiar el sentido de la polaridad del voltaje DC que recibe la armadura y por lo tanto cambiará el sentido de giro del motor.

 

Figura 1

 

 

 

FRENADO DE MOTORES DC

 

El frenado o parada rápida es una de las maniobras más importantes a realizar en el mando de un motor. Dicho objetivo se puede lograr por:

 

• Frenado    por    recuperación    de    energía    o    también    llamado regenerativo.

• Frenado reostático o también llamado dinámico.

• Frenado por inversión de corriente de armadura.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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