Arranque, regulación y frenado de motores de corriente continua: métodos y aplicaciones industriales

Arranque de motores de corriente continua

Las condiciones de un motor en marcha dependen de las condiciones de la carga. La primera fase que se presenta es la de arranque. El motor debe desarrollar un par de arranque mayor que el par resistente que ofrece la carga. Podemos actuar sobre la tensión aplicada al motor o sobre la resistencia del circuito del inducido. Se utiliza la primera opción por ser la que ocasiona menos pérdidas.

Normalmente el arranque se realiza intercalando una resistencia de arranque entre la red y el reóstato de arranque. A medida que el motor acelera, la fuerza contraelectromotriz aumenta y la corriente se reduce. Durante el proceso la resistencia se va eliminando progresivamente hasta desaparecer.

Regulación de la velocidad

Existen dos métodos habituales de regulación de la velocidad en motores de corriente continua:

• Regulación por resistencia: intercalando una resistencia en serie con el inducido (regulación por resistencia).
• Regulación por tensión: variando la tensión de alimentación (regulación por control de tensión).

Frenado de los motores de CC

El frenado de los motores de corriente continua se basa en el principio de reversibilidad que poseen estas máquinas. En el momento de frenar, el motor pasa a funcionar como generador, por lo que se invierte el sentido del par motor. Esto se denomina frenado eléctrico y puede realizarse de dos formas principales:

• Frenado reostático: disipar la energía que se genera al actuar como generador sobre unas resistencias de frenado, que suelen ser las mismas del arranque.
• Frenado regenerativo: devolver la energía generada a la línea de alimentación.

Tipos de motores y aplicaciones

Motores de excitación independiente

Los motores de excitación independiente tienen aplicaciones industriales diversas: torneado y taladrado de materiales, ventilación de hornos, retroceso rápido de ganchos, desenrollado de bobinas, entre otras. Son los más adecuados para cualquier tipo de regulación debido a la independencia entre el control del inductor y del inducido.

Motor de derivación

El motor de derivación se utiliza en aplicaciones donde se necesita una tensión constante o en las que es necesario un rango apreciable de velocidades. Un cortocircuito no compromete la máquina: ésta se desexcita automáticamente y deja de producir corriente, evitando daños inmediatos.

Motor serie

El motor en conexión serie puede embalarse (alcanzar velocidades excesivas) cuando funciona en vacío, ya que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor; en el motor serie, el flujo disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido. La potencia es casi constante para distintas velocidades y estos motores se ven poco afectados por variaciones bruscas de la tensión de alimentación.

Observaciones finales

Para un correcto diseño y operación conviene seleccionar el tipo de motor y el método de control (resistivo o por tensión) según las exigencias de par, velocidad y seguridad de la aplicación, así como prever sistemas de frenado adecuados (reostático o regenerativo) según el ciclo de trabajo.