¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

¿Te has preguntado cómo controlar la velocidad del motor de corriente continua? Este es un tema relevante en el área de la electrónica y puede ser de gran utilidad en diversas aplicaciones. En este artículo te explicaremos las diferentes técnicas y dispositivos que existen para controlar la velocidad de un motor de CC, desde los métodos más simples hasta los más avanzados. ¡No te lo pierdas!

Si desea saber cómo controlar la velocidad de un motor de CC, ¡entonces esta publicación de blog es para usted! Repasaremos algunos de los conceptos básicos de cómo funcionan los motores de CC y luego analizaremos varias formas de controlar su velocidad. Al final, debe tener una buena comprensión de cómo usar las señales PWM o los reguladores de voltaje para reducir o acelerar su motor de CC. ¡Entonces empecemos!

Contenido

¿Qué es un motor de CC?

Un motor de corriente continua es un equipo invaluable que aprovecha la energía eléctrica y la transforma en potencia mecánica. Funciona mediante el uso de una bobina portadora de corriente para crear un campo magnético en el estator, que interactúa con los imanes permanentes del rotor para provocar la rotación.

La velocidad del motor está determinada por el voltaje aplicado y se puede ajustar con precisión controlando su corriente. Esto lo convierte en una opción ideal para aplicaciones como robótica, automatización y electrodomésticos. Para controlar la velocidad de un motor de CC, necesita un controlador que pueda ajustar sus corrientes en consecuencia.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

Hay> Los controladores PWM envían pulsos a intervalos regulares al motor de CC, que ajusta su velocidad en consecuencia. Los controladores PID, por otro lado, usan un sistema de control de circuito cerrado que monitorea y ajusta continuamente la corriente que se suministra al motor para mantener la velocidad deseada.

Independientemente del tipo de controlador que elija, es importante asegurarse de que pueda manejar los requisitos de potencia de su motor de CC. Si no tiene suficiente energía disponible, entonces no podrá ajustar correctamente la corriente y, por lo tanto, no logrará un rendimiento óptimo de su motor de CC. Además, asegúrese de que su controlador sea compatible con cualquier software o hardware que planee usar para controlar sus motores. Con estas consideraciones atendidas, no debería tener problemas para encontrar el controlador ideal para su motor de CC.

Al usar un controlador para ajustar la corriente que se suministra a su motor de CC, podrá controlar con precisión su velocidad y, por lo tanto, lograr un rendimiento óptimo en cualquier aplicación para la que se use. Con la configuración y el mantenimiento correctos, esto puede ser una adición invaluable para cualquier proyecto. [1]

Principio de funcionamiento del motor de CC

Los motores de CC utilizan el proceso de inducción electromagnética para funcionar. Si una corriente eléctrica fluye a través de un conductor situado en un campo magnético, el conductor experimentará una fuerza de atracción o repulsión que hará que se mueva. Esto se conoce como el Ley de fuerza de Lorentz y se aplica a cualquier conductor portador de corriente que se mueva a través de un campo magnético. En los motores de CC, este efecto se utiliza para provocar la rotación de una armadura (una bobina de alambre) dentro del campo magnético permanente del motor. La cantidad de par producido por el motor depende tanto de la fuerza del campo magnético permanente como de la corriente que fluye a través de la armadura. Al variar uno o ambos, es posible controlar la velocidad a la que gira el motor.

¿Por qué es importante el control de velocidad del motor de CC?

El control de la velocidad de un motor de CC es importante por varias razones. En aplicaciones industriales, como procesos de fabricación y producción, permite un control preciso de la maquinaria y su producción. Este tipo de precisión puede ser extremadamente útil cuando se trabaja con materiales o componentes delicados que requieren velocidades específicas para funcionar correctamente.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

Además,> Además, cuando se incorpora a la robótica u otros sistemas automatizados, tener la capacidad de controlar la velocidad de un motor puede permitir movimientos más precisos y una operación más suave en general.

Finalmente, la regulación de la velocidad de los motores de CC puede proporcionar una mayor estabilidad en un sistema en general, así como aumentar su vida útil al eliminar la tensión innecesaria en sus componentes. [2]

Múltiples técnicas de control de velocidad del motor de CC

Método de control de flujo

Esta técnica de control de velocidad del motor de CC utiliza la resistencia del circuito del inducido para variar el flujo producido por el devanado de campo. Esto se hace controlando la cantidad de corriente que fluye a través del devanado de campo. El voltaje del inducido permanece constante en este método y solo una fracción pasa a través del devanado del inducido debido a una cantidad variable de resistencia en serie con él. Como resultado, fluirá más o menos corriente a través de la armadura y, por lo tanto, se producirá más o menos flujo correspondiente a la velocidad del motor que se puede regular con precisión.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

Método de control de voltaje

En este método, el control de velocidad del motor de CC se logra variando el voltaje aplicado entre sus terminales. Cuando la tensión de alimentación aumenta por encima de su valor normal, el par desarrollado por el motor también aumenta junto con la velocidad. Como resultado, su velocidad aumentará hasta que alcance su velocidad sin carga y aumentar aún más el voltaje de suministro no afectará su velocidad.

Método de control de armadura

El método de control de armadura se usa cuando se requiere una gran cantidad de torque junto con un control preciso sobre la velocidad del motor. Este método consiste en variar la corriente que fluye en el devanado del inducido mediante el uso de resistencia variable en serie o en paralelo con ella. Cuando fluye más corriente a través del devanado del inducido, se puede desarrollar más par a velocidades más altas. De manera similar, la disminución de la corriente de armadura da como resultado un par y una velocidad de rotación más bajos también. [3]

Método de control de campo

Esta técnica de control de velocidad del motor de CC también se conoce como el método de debilitamiento de campo en el que el flujo de campo se debilita al disminuir la corriente de campo. Esto da como resultado un par más bajo a velocidades más altas, lo que es ideal para aplicaciones de alta velocidad como taladros eléctricos, etc. Además, este método tiene la ventaja de un mayor rango de control en comparación con otros métodos, ya que puede operar desde velocidad cero hasta velocidad nominal.

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Método de control de retroalimentación del tacogenerador

Esta es una técnica avanzada de control de velocidad del motor de CC que utiliza la retroalimentación del tacogenerador para controlar su velocidad de salida con precisión y precisión. En este método, la velocidad real del motor se mide sin contacto utilizando un tacogenerador y luego esta información se retroalimenta a un circuito amplificador que la compara con la señal de entrada de referencia y, en consecuencia, ajusta su ganancia para que se pueda lograr el voltaje de salida deseado. Esto proporciona un control preciso sobre la velocidad del motor y se utiliza en aplicaciones que requieren alta precisión.

Cada uno de estos métodos tiene sus propias ventajas y desventajas según la aplicación en la que se utilicen. Por lo tanto, se debe elegir la técnica adecuada que pueda proporcionar la máxima eficiencia junto con los resultados deseados. Además, también se deben tomar precauciones de seguridad siempre que se trabaje con motores de CC para evitar accidentes o lesiones. [4]

Control de velocidad del motor de CC en tipos de serie

El uso de un motor de CC de tipo serie ofrece el mayor control y eficiencia energética en comparación con otros tipos de motores. En un motor de CC de tipo serie, la armadura está conectada en serie con el devanado de campo. Esta disposición proporciona un mayor par motor y una mejor regulación de la velocidad en todas las velocidades. La velocidad del motor se puede variar cambiando el voltaje de suministro o variando la resistencia en uno o ambos devanados.

Cuando se opera en un circuito en serie, cualquier cambio en la corriente provocará un cambio igualmente proporcional en el par y la velocidad. Al aumentar o disminuir la resistencia introducida en uno o ambos devanados, ya sea de manera gradual o abrupta, esto dará como resultado una disminución de la velocidad para una mayor resistencia y una mayor velocidad para una menor resistencia. Por ejemplo, si desea reducir la velocidad de un motor, puede introducir una resistencia en uno de los devanados. Esto disminuirá el flujo de corriente y reducirá la fuerza del campo magnético, lo que hará que el rotor disminuya la velocidad.

Además del control de resistencia, otra forma de variar la velocidad en los motores de CC de tipo serie es a través de la regulación de voltaje. Al cambiar el voltaje de suministro, puede aumentar o disminuir la corriente en ambos devanados, lo que provocará un cambio proporcional en el par y la velocidad. Por ejemplo, si desea aumentar la velocidad, aumentar el voltaje aplicado hará exactamente eso debido al aumento del flujo de corriente en ambos devanados.

Dado que variar la resistencia o el voltaje proporciona métodos de control de velocidad confiables para los motores de CC que funcionan en tipos en serie, es importante comprender cómo estos cambios afectan el funcionamiento de su motor. Saber cómo y cuándo ajustar la resistencia o el voltaje es clave para obtener la velocidad deseada para su motor de CC.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

Control>

La armadura de un motor de CC es la parte giratoria que consta de devanados y segmentos de conmutador.

La corriente que fluye a través de los devanados del inducido crea el campo magnético que interactúa con los imanes de campo para producir un par. El voltaje del inducido es igual a la suma de la fuerza contraelectromotriz y la caída de voltaje en la resistencia del inducido. Esta relación está representada por la ley de Ohm:

V = E + IR

donde V es el voltaje del inducido, E es la fuerza contraelectromotriz, I es la corriente del inducido y R es la resistencia del inducido.

Si una resistencia está conectada en serie con la armadura, se denomina motor de derivación o bobinado en derivación. Los motores de devanado en derivación son el tipo más común de motor de CC que se utiliza para el control de velocidad. La resistencia de derivación se puede ajustar para variar la corriente del inducido y, por lo tanto, la velocidad del motor.

Cuando se utiliza un motor de bobinado en derivación para el control de velocidad, es importante que su voltaje de funcionamiento permanezca constante porque cualquier variación en el voltaje provocará un cambio correspondiente en la EMF inversa, lo que afecta la velocidad. Por lo tanto, se debe usar una fuente de alimentación ajustable o un regulador con un motor de bobinado en derivación para garantizar que se aplique el nivel de voltaje requerido en todo momento. Esto permitirá que el motor funcione a una velocidad constante a pesar de los cambios en la carga o las perturbaciones del sistema. Además, se deben implementar buenas prácticas de ventilación y disipación de calor para evitar que el motor se sobrecaliente.

Al ajustar la resistencia de derivación, es posible controlar con precisión la velocidad de un motor de CC. Sin embargo, este método no ofrece la mejor eficiencia y puede provocar una pérdida de energía debido al calor generado por la resistencia de derivación. Como tal, este enfoque solo debe usarse cuando se requiere un control de velocidad preciso sin tener en cuenta la conservación de energía. [5]

Técnica de desvío de campo

La técnica de desvío de campo es una metodología de control utilizada para alterar la velocidad de los motores de CC. Esta técnica funciona controlando la corriente en los devanados de campo del motor, que controla tanto su par como su velocidad. Al ajustar la corriente en estos devanados de campo, la FEM trasera se puede desplazar hacia arriba o hacia abajo, provocando un aumento o disminución de la velocidad del motor.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

La>modulación de ancho de pulso (PWM) para un rendimiento óptimo. Debido a su eficiencia y bajo costo, la técnica de desvío de campo se ha convertido en una opción popular para controlar la velocidad del motor de CC en diversas aplicaciones.

Para utilizar la técnica de desviador de campo, primero se deben instalar desviadores de campo, que son componentes que regulan el flujo de corriente a través de los devanados de campo del motor. Una vez instalada, se puede usar una fuente de alimentación externa para ajustar la velocidad del motor cambiando la cantidad de corriente que pasa a través de los desviadores de campo. Es importante tener en cuenta que este método se puede usar con motores en serie y en derivación, pero puede requerir pasos adicionales según el tipo que se use.

En general, la técnica de desvío de campo proporciona una forma eficaz de controlar las velocidades del motor de CC manteniendo la precisión y la eficiencia. La simplicidad de instalación y la rentabilidad lo hacen ideal para muchas aplicaciones. Además, al combinarlo con otras técnicas de control como PWM, se puede optimizar el rendimiento y lograr la velocidad deseada del motor.

Control de campo tocado

El motor de CC se realiza variando la corriente de campo aprovechada o el voltaje de armadura mientras se mantiene una velocidad constante. Este tipo de motor tiene la ventaja adicional de tener velocidad variable y puede usarse en aplicaciones que requieren control de velocidad variable.

Para variar la corriente de campo aprovechada, se utiliza un circuito amplificador de CC transistorizado (TDC) que consta de transistores, resistencias, condensadores y diodos. El amplificador TDC convierte una pequeña señal de entrada en una gran señal de salida que se aplica a través del devanado de campo derivado para controlar su corriente. La resistencia conectada en serie con el devanado de campo derivado limita la corriente a un valor seguro y también proporciona un alto par de arranque a bajas velocidades. El potenciómetro conectado a través del suministro de CC permite ajustar la corriente de derivación máxima. Un método simple de controlar la velocidad es variar el voltaje aplicado a través de la armadura por medio de un reóstato o SCR (rectificador controlado por silicio). También se puede usar un regulador electrónico llamado chopper para variar el voltaje a través de la armadura.

Método de control de resistencia de armadura para motor de derivación de CC

El método de control de la resistencia del inducido para controlar la velocidad de un motor de derivación de CC es una de las técnicas más comunes y sencillas que se utilizan para ajustar la velocidad del motor. Al agregar resistencia en serie con el circuito del inducido, se puede reducir la corriente que lo atraviesa, lo que ralentiza el motor. Esta técnica es especialmente útil para motores de baja potencia porque no requiere una fuente de alimentación externa y no afecta a otros parámetros como la eficiencia o el factor de potencia.

¿Cómo controlar la velocidad del motor de CC?

La> Además, agregar demasiada resistencia puede causar un calentamiento excesivo que eventualmente dañará el aislamiento del devanado del motor. Por esta razón, el control de resistencia del inducido debe usarse con cuidado y solo para ajustes de velocidad a corto plazo.

Otra limitación del método de control de la resistencia del inducido es que no se puede utilizar para reducir la velocidad de un motor por debajo de su velocidad base, ya que en algún momento, agregar más resistencia no reducirá aún más la corriente. Como tal, esta técnica debe usarse cuando solo se necesitan pequeños aumentos o disminuciones en la velocidad del motor. En los casos en que se requiera un rendimiento más preciso y predecible, pueden ser preferibles otras técnicas, como el control de flujo de campo o los variadores de frecuencia.

Mediante el control de la resistencia del inducido de forma eficaz y segura, los motores de CC se pueden ajustar fácilmente para que funcionen más rápido o más lento, según los requisitos de la aplicación. Esto lo convierte en una excelente opción para aplicaciones en las que se necesita un ajuste de velocidad preciso y económico. [6]

Preguntas más frecuentes

¿Cuáles son los métodos de control de velocidad de un motor DC?

La velocidad de un motor de CC se puede controlar a través de varios métodos, incluido el uso de frenos de fricción mecánicos, accionamientos electrónicos, PWM o técnicas de modulación de ancho de pulso y resistencias de circuito de campo variables. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas dependiendo de la aplicación. Los frenos de fricción mecánicos son la forma más simple de control de velocidad, ya que utilizan fuerzas físicas para ralentizar la rotación del motor. Los accionamientos electrónicos permiten un control preciso de la velocidad al variar los niveles de voltaje enviados al motor; esto se usa a menudo en aplicaciones robóticas. La modulación de ancho de pulso (PWM) también usa voltaje para ajustar la velocidad con variaciones de frecuencia; Se prefiere PWM para la robótica debido a su tiempo de respuesta más rápido en comparación con otros métodos. Finalmente, la variación de las resistencias del circuito de campo permite un control de velocidad más preciso pero con una potencia de salida más baja. Todos estos métodos se pueden utilizar para mantener y regular la velocidad de cualquier motor de CC.

¿Se puede controlar fácilmente la velocidad de un motor de CC?

Sí, la velocidad de un motor de CC se puede controlar fácilmente. Hay varios métodos que se pueden usar para controlar la velocidad del motor de CC, como usar la señal PWM, cambiar el voltaje o la corriente aplicados y usar un circuito de puente H. La modulación de ancho de pulso (PWM) es un método que aplica cantidades variables de potencia al motor de CC a lo largo del tiempo. Esta técnica suele emplearse cuando se desea un control preciso de la velocidad del motor e implica encender y apagar la señal eléctrica a alta frecuencia mientras se varían los ciclos de trabajo de estas señales entre sí. Esto hará que la potencia promedio suministrada cambie, ajustando así la velocidad de rotación en consecuencia. Otra forma de ajustar la velocidad de un motor de CC es alterando el voltaje y la corriente aplicados. Esto se hace comúnmente a través de la regulación lineal, que ajusta la fuente de alimentación al motor de acuerdo con una señal de referencia. Finalmente, un circuito de puente H se puede usar para el control de velocidad al permitir la aplicación de cantidades variables de voltaje o corriente a través de dos terminales conectados con un circuito de puente H. Al cambiar la dirección del flujo de corriente o su magnitud, es posible ajustar la velocidad de un motor de CC en consecuencia.

¿Cómo se controla la velocidad de un motor de 24vdc?

La velocidad de un motor de 24 V CC se puede controlar mediante una variedad de métodos. El método más común es usar modulación de ancho de pulso (PWM) para ajustar la potencia que se aplica al motor. PWM funciona variando el ciclo de trabajo, o la cantidad de tiempo que se aplica energía al motor, para que alcance la velocidad deseada. Además, también puede usar resistencias variables como potenciómetros y reóstatos para controlar el nivel de voltaje que se envía al motor, controlando así su velocidad. Finalmente, también puede usar una combinación de PWM y resistencias variables para ajustar la velocidad deseada.

¿Cuáles son las rpm de un motor de 24 V CC?

Las RPM de un motor de CC de 24 V suelen oscilar entre 2000 y 5000 RPM, según el modelo. Además, algunos motores están construidos con reductores de engranajes para aumentar el par y reducir la velocidad; estos motores pueden tener un rango aún mayor de hasta 10.000 RPM o más.

Es importante notar que el voltaje aplicado a un motor DC tiene una correlación directa con su velocidad de operación; aumentar el voltaje dará como resultado un aumento en la velocidad, mientras que disminuirlo disminuirá la velocidad del motor. También es importante asegurarse de que la fuente de alimentación del motor sea capaz de suministrar suficiente corriente para su funcionamiento. De lo contrario, podría terminar causando daños tanto al motor como a la fuente de alimentación debido al sobrecalentamiento o la sobrecarga.

¿Cómo puedo aumentar la velocidad de mi motor de 12v CC?

Puede aumentar la velocidad de su motor de CC de 12 V aumentando el voltaje que se le envía. Esto se puede hacer usando un convertidor elevador que aumentará el voltaje de 12 V a 24 V o más. Además, también puede usar la modulación de ancho de pulso (PWM) para lograr velocidades más altas sin aumentar directamente el voltaje. PWM funciona encendiendo y apagando rápidamente la energía, controlando así la cantidad de energía que se envía al motor y permitiendo un control más preciso de su velocidad. Finalmente, si tiene acceso a un transformador de voltaje variable, también puede usarlo para establecer con precisión la velocidad de operación deseada.

¿Puede cualquier motor DC ser de velocidad variable?

La respuesta a esta pregunta depende del tipo de motor de CC que tenga. Un motor de CC con escobillas se puede controlar variando el voltaje aplicado; sin embargo, los motores sin escobillas requieren un controlador de velocidad para variar la velocidad de salida. Los motores con escobillas son relativamente fáciles y económicos de controlar, y se utilizan componentes mecánicos como engranajes o poleas. Estos métodos tienden a sufrir desgaste con el tiempo, por lo que pueden no ser adecuados para un funcionamiento continuo. Los motores de CC sin escobillas deben usar un controlador de velocidad electrónico (ESC) para cambiar la velocidad de rotación. Un ESC convierte la energía eléctrica de una fuente de energía en energía mecánica que hace girar el eje del motor a la velocidad deseada. El ESC normalmente funciona con batería, pero también puede funcionar con otras fuentes, como células solares o la red eléctrica.

Video útil: Cómo hacer un circuito de controlador de velocidad de motor de CC simple

Conclusión

Al controlar la velocidad de un motor de CC, puede personalizar el rendimiento de su equipo para aplicaciones específicas. Las formas más comunes de regular la velocidad de un motor de CC son cambiando su voltaje, cambiando su corriente y cambiando la cantidad de polos en el devanado del estator. Al invertir en componentes de calidad y técnicas de cableado adecuadas, puede estar seguro de que su equipo funcionará de manera segura y eficiente a cualquier velocidad deseada. Con la elección correcta de los componentes y algunos conocimientos sobre cómo controlar la velocidad del motor de CC, cualquier persona puede hacer que su máquina funcione más rápido que nunca.

Referencias

  1. https://www.elprocus.com/cuales-son-las-mejores-maneras-de-controlar-la-velocidad-de-un-motor-dc/
  2. https://robu.in/speed-control-of-dc-motor/
  3. https://www.instructables.com/Controlling-Motor-Speed/
  4. https://www.electricaleasy.com/2014/01/speed-control-methods-of-dc-motor.html
  5. https://www.aspina-group.com/en/learning-zone/columns/what-is/011/
  6. https://www.circuitbasics.com/introduction-to-dc-motors-2/
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