Resultats d'aprenentatge

En finalitzar aquesta unitat l'alumne/a:

1. Reconeix les característiques de les màquines de corrent continu realitzant proves i descrivint la seva constitució i funcionament.

• Classifica les màquines de corrent continu segons la seva excitació.
• Descriu els principis de funcionament de les màquines de corrent continu.
• Interpreta la placa de característiques d’una màquina de corrent continu.
• Interpreta esquemes bàsics de connexió de motors de corrent continu.
• Identifica els elements que componen inductor i induït.
• Reconeix la funció del col•lector.
• Descriu la reacció de l’induït i els sistemes de compensació.
• Mesura la intensitat d’una arrencada amb reòstat.
• Inverteix la polaritat dels debanats per a comprovar la inversió del sentit de gir.
• Observa les mesures de seguretat adequades durant els assaigs.
• Interpreta les característiques mecàniques d’un motor de corrent continu.
• Reconeix els paràmetres sobre els que cal incidir per variar la velocitat de motors de corrent continu.
• Col·labora amb l’equip de treball en la realització dels assaigs, amb actitud responsable, respectuosa i tolerant.

Mapa conceptual

Material didàctic

• Generadors i motors de corrent continu
• Control i paràmetres de màquines de corrent continu

Material imprimible

Resum

Es denomina generador elèctric tota màquina que converteix energia mecànica en energia elèctrica, i motor elèctric tota màquina que converteix energia elèctrica en energia mecànica.

Els generadors i els motors elèctrics que es fan servir normalment són màquines giratòries, mecànicament constituïdes per una part fixa o estator i una part mòbil o rotor que gira solidari amb un eix, suportat mitjançant coixinets per l'estator. La part elèctrica està formada per debanaments o enrotllaments de fil de coure o alumini, bobinats sobre nuclis magnètics que formen, respectivament, el cos de l'estator i del rotor.

Pel que fa al principi de funcionament de la màquina de corrent continu, d'entrada cal recordar que la missió primordial del debanat inductor (l'estator), quan és excitat, consisteix a generar un camp magnètic, les línies de força del qual travessen l'entreferro de la màquina, de manera que la variació d'aquesta inducció al llarg de la circumferència de gir del rotor presenta tantes alternances com pols té la màquina.

El camp magnètic o l'ona d'inducció (B) provocat pel bobinatge d'excitació té valor 0 quan es troba sota les línies neutres geomètriques (ln) i té un valor màxim just quan es troba sota els pols amb la seva polaritat corresponent.

D'aquesta manera, es pot dir que tenim un senyal d'inducció magnètica alterna (vegeu la figura 5), amb tantes alternances per volta de la màquina com pols hi ha.

El valor de la força electromotriu generada en el bobinatge induït depèn del següent:

La màquina de corrent continu és reversible, és a dir, si es connecta de manera adequada a una xarxa elèctrica distribuïdora de tensió contínua, l'energia elèctrica que la màquina absorbirà per mitjà dels borns de l'induït serà restituïda en forma d'energia mecànica en l'eix.

L'expressió de la força contraelectromotriu (fcem) és idèntica a la que es determina per al funcionament de la màquina quan actua com a generador:

El motor de corrent continu és una màquina que converteix l'energia elèctrica en mecànica, principalment mitjançant el moviment rotatori. En l'actualitat hi ha aplicacions noves amb motors elèctrics que no produeixen moviment rotatori, sinó que amb unes quantes modificacions exerceixen tracció sobre una guia. Aquests motors es coneixen com a motors lineals.

Aquesta màquina de corrent continu és una de les més versàtils que hi ha en la indústria. Com que permet controlar fàcilment la posició, el parell i la velocitat, s'ha convertit en una de les millors opcions en aplicacions de control i automatització de processos. Però amb l'arribada de l'electrònica, l'ús ha disminuït molt, ja que els motors de corrent altern, del tipus asíncron, es poden controlar de la mateixa manera i els preus són més accessibles per al consumidor mitjà de la indústria. Malgrat això, els motors de corrent continu es continuen utilitzant en moltes aplicacions de potència (trens i tramvies) o de precisió (màquines, micromotors, etc.).

La característica principal del motor de corrent continu és la possibilitat de regular-ne la velocitat des de buit a plena càrrega. Una màquina de corrent continu (generador o motor) es compon principalment de dues parts. D'una banda, conté un estator que dóna suport mecànic a l'aparell i té un buit al centre que generalment és de forma cilíndrica. En l'estator, a més, hi ha els pols, que poden ser imants permanents o cabdellats amb fil de coure sobre un nucli de ferro. D'altra banda, conté un rotor que generalment és de forma cilíndrica, també cabdellat i amb nucli, al qual arriba el corrent mitjançant dues escombretes.

Hi ha tot un joc de paràmetres i maneres de controlar els motors de corrent continu segons quina en sigui la configuració.

El camp magnètic inductor o d'excitació dels motors de corrent continu es produeix amb debanats disposats en les peces polars que generen un camp magnètic en circular-hi un corrent elèctric.

Tal com passa amb els generadors, depenent de la manera com es connectin els debanats d'excitació respecte de l'induït o rotor, s'aconsegueixen diversos tipus de motors:

• Motor d'excitació independent en derivació (shunt).
• Motor d'excitació en sèrie.
• Motor d'excitació composta (compound).

Per invertit el sentit d'un motor hi ha moltes aplicacions que requereixen un canvi de sentit del motor com, per exemple, un sistema d'elevació o una tracció elèctrica. Hi ha dues maneres de fer aquest canvi en el sentit del gir d'un motor:

Canviar la polaritat de l'induït i mantenir fixa la polaritat del debanat d'excitació.

Canviar la polaritat del debanat d'excitació i mantenir fixa la polaritat de l'induït.

Més informació