Motores y generadores de corriente continua: excitación, escobillas y motor serie

Selección de Motores de Corriente Continua para Tracción

¿Qué tipo de motor de corriente continua se debe usar para la tracción en un tranvía?

En el caso de querer utilizar un motor de corriente continua como medio de tracción en un tranvía, se deberá utilizar un motor de shunt. Este tipo de motor es el adecuado cuando se trata de conseguir que la velocidad de la máquina, en este caso un tranvía, se mantenga constante independientemente de la carga. Además, presenta la ventaja de poder regular esta velocidad de un modo muy sencillo, porque bastará con modificar el valor de una resistencia que se habrá conectado en serie con el inductor.

Sistemas de Excitación para Generadores de Corriente Continua (CC)

Excitación Independiente

En este sistema, la corriente que va a crear el campo inductor se obtiene de otra fuente o generador distinto del considerado. El principal inconveniente es el uso de un segundo generador para producir la corriente de excitación. La ventaja es que es fácil variar la tensión de salida, por lo que se usa mucho.

Autoexcitación

Existen tres tipos:

1. Excitación shunt: El devanado inductor se conecta en paralelo con la carga exterior, por lo que es el generador quien suministra la energía necesaria. Se construye con muchas espiras y elevada resistencia.
2. Excitación en serie: El devanado inductor se conecta en serie con la carga exterior, por lo que la corriente de excitación es la propia de la corriente de carga. Se construye con pocas espiras y poca resistencia.
3. Excitación compound: El flujo inductor es creado a la vez por un devanado serie y otro paralelo, los que suelen estar arrollados sobre las mismas piezas polares. La excitación compound puede ser larga o corta.

Efecto del Desplazamiento de las Escobillas en Máquinas de CC

¿Qué ocurre cuando se desplazan las escobillas del eje neutro geométrico al eje neutro magnético?

El desplazamiento de la línea neutra magnética lleva consigo un fuerte chisporroteo en el colector, ya que durante la conmutación la escobilla correspondiente pondrá en cortocircuito una sección del devanado en el que se induce una fuerza electromotriz (f.e.m.) por existir flujo en esta zona.

Para evitarlo, se pueden aplicar las siguientes soluciones:

• Desplazar las escobillas hasta encontrar la línea neutra real.
• En la mayoría de las máquinas de CC, para eliminar este desplazamiento se emplean polos de conmutación o polos auxiliares, que son pequeños núcleos magnéticos.
• Proceder al decalado de las escobillas, colocándolas en el eje magnético en vez de en el geométrico. En un generador, las escobillas deben decalarse en el mismo sentido que gira la máquina y viceversa en un motor.

Características Clave del Motor Serie

El motor serie tiene las siguientes características:

• Embalamiento en vacío: Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor. En el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.
• Potencia casi invariable: La potencia es casi invariable a cualquier velocidad.
• Resistencia a variaciones de tensión: Le afectan poco las variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m.), estabilizándose la intensidad absorbida.