Motores Shunt y Serie: Características, Funcionamiento y Aplicaciones

Motor Shunt o Paralelo

En el motor shunt (o en derivación), las bobinas inductoras e inducidas se conectan en paralelo, como se muestra en la figura. Para este motor, tenemos:

• I_f = E_a / R_f
• I_a = (E_a - E_b) / R_a

Inicialmente, la fuerza contraelectromotriz (fcem), E_b, es cero debido a que el inducido está en reposo. Por lo tanto, I_a = E_a / R_a, que es un valor elevado. Como la corriente es elevada, el par motor también lo es, ya que Par = K * Φ * I_a. Esto provoca un aumento en la velocidad y, en consecuencia, E_b aumenta. Al aumentar E_b, disminuye el par motor, que se estabiliza cuando el motor alcanza una velocidad constante.

Si se impidiera el giro del inducido, la corriente de arranque sería muy intensa, circularía continuamente y quemaría el inducido en poco tiempo. En la práctica, los motores suelen protegerse con fusibles que, al fundirse, abren el circuito antes de que se queme el inducido.

Dado que la corriente de arranque es elevada (varias veces el valor de la corriente nominal de carga), es necesario intercalar una resistencia R_s en serie para disminuirla. Esta resistencia se suprime gradualmente a medida que el motor adquiere velocidad. La figura 4.2 representa la corriente con y sin el reóstato de arranque.

Curvas Características

Las curvas características de un motor indican cómo varían el par motor y la velocidad con la corriente en el inducido, manteniendo constante el voltaje aplicado.

Par motor = K * Φ * I_a

Como E_a es constante, I_f también lo es y, por lo tanto, el flujo por polo (Φ) también se mantiene constante.

Motor Serie

El motor serie se conecta a la red como se indica en la figura. El voltaje aplicado E_a es constante, mientras que el campo de excitación aumenta con la carga, puesto que la corriente I_a es la misma corriente de excitación.

Propiedades del Motor Serie

• Gran par de arranque: Ideal para aplicaciones que requieren una alta fuerza inicial.
• Velocidad variable con la carga: La velocidad disminuye a medida que aumenta la carga.
• Tendencia al aceleramiento excesivo: Puede alcanzar velocidades peligrosas si funciona sin carga.
• Soporta bien las sobrecargas: Capaz de manejar aumentos temporales de carga sin dañarse.
• Se dispara fácilmente en vacío o cuando la carga decrece: Requiere una carga mínima para operar de forma estable.

Aplicaciones del Motor Serie

Se utiliza comúnmente en aparatos de elevación y tracción, como:

• Montacargas
• Ascensores
• Grúas
• Frenos eléctricos

Motor Serie (Repetición optimizada)

(Se repite la información 3 veces, se optimiza para evitar redundancias y mejorar la claridad)

El motor serie, ilustrado en las figuras, presenta una conexión donde el voltaje aplicado (E_a) permanece constante. El campo de excitación, sin embargo, se intensifica con la carga, ya que la corriente del inducido (I_a) coincide con la corriente de excitación.

(Nota: Se eliminan las repeticiones de las propiedades y aplicaciones, ya que se detallaron previamente. Se mantienen las imágenes para referencia visual.)