¿Cuál es la fuerza electromotriz (FEM) de un motor de CC de 220 V?

Como proveedor de motores de 220 V CC, a menudo recibo preguntas de los clientes sobre el concepto de EMF (fuerza electromotriz) trasera. En este blog, profundizaré en lo que son los EMF en un motor de 220 V CC, su importancia y cómo afecta el rendimiento del motor.

Comprender la espalda - EMF

Volver - EMF, también conocida como fuerza contraelectromotriz, es un concepto fundamental en el funcionamiento de motores DC. Cuando un motor de CC está en funcionamiento, la rotación de la armadura dentro del campo magnético induce una fuerza electromotriz que se opone al voltaje aplicado. Este voltaje inducido es el EMF posterior.

Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, cuando un conductor (en este caso, los devanados del inducido de un motor de CC) se mueve a través de un campo magnético, se induce una fuerza electromotriz en el conductor. La magnitud de la FEM trasera ((E_b)) se puede calcular usando la fórmula (E_b = k\phi\omega), donde (k) es una constante relacionada con la construcción del motor, (\phi) es el flujo magnético y (\omega) es la velocidad angular del eje del motor.

En un motor de 220 V CC, el voltaje aplicado ((V)) se utiliza para superar el EMF posterior y para proporcionar la corriente ((I)) necesaria para producir el par requerido para que el motor realice el trabajo. La relación entre el voltaje aplicado, contra-EMF, y la corriente de la armadura ((I_a)) viene dada por la ecuación (V = E_b+I_aR_a), donde (R_a) es la resistencia de la armadura.

Significado de la espalda - EMF

Protección del motor

Una de las funciones más importantes de los EMF traseros es proteger el motor contra sobrecorriente. Cuando el motor se arranca por primera vez, la FEM trasera es cero porque el motor aún no está girando. Como resultado, la corriente que fluye a través de la armadura es muy alta, dada por (I_a=\frac{V}{R_a}) (ya que (E_b = 0) en el arranque). Sin embargo, a medida que el motor comienza a girar, la fuerza electromagnética trasera aumenta y la corriente disminuye. Este mecanismo de autorregulación garantiza que el motor no consuma corriente excesiva, lo que podría dañar los devanados del motor.

Eficiencia

Atrás - Los campos electromagnéticos también desempeñan un papel crucial en la eficiencia del motor. Un respaldo más alto (EMF) significa que el motor funciona a mayor velocidad y convierte más energía eléctrica en energía mecánica. La potencia de entrada al motor es (P_{in}=VI_a) y la potencia de salida es (P_{out}=E_bI_a). La diferencia entre la potencia de entrada y de salida es la pérdida de potencia debido a la resistencia del inducido ((P_{loss}=I_a^{2}R_a)). Un motor con un respaldo más alto (EMF) tendrá una menor pérdida de potencia y, por lo tanto, una mayor eficiencia.

Impacto en el rendimiento del motor

Control de velocidad

La espalda - EMF está directamente relacionada con la velocidad del motor. Al controlar la parte posterior - EMF, podemos controlar la velocidad del motor. Por ejemplo, si queremos aumentar la velocidad del motor, podemos aumentar el voltaje aplicado. Esto hará que el motor se acelere y la fuerza electromagnética trasera aumentará hasta alcanzar un nuevo equilibrio. Por el contrario, si queremos disminuir la velocidad, podemos disminuir el voltaje aplicado.

Producción de par

El par producido por un motor de CC es proporcional a la corriente del inducido. Dado que la corriente de la armadura está determinada por la diferencia entre el voltaje aplicado y la FEM posterior ((I_a=\frac{V - E_b}{R_a})), cualquier cambio en la FEM posterior afectará la producción de torque. Por ejemplo, si aumenta la carga en el motor, la velocidad del motor disminuirá y la EMF trasera también disminuirá. Esto hará que la corriente del inducido aumente, lo que dará como resultado un aumento en el par producido por el motor para superar el aumento de carga.

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Referencias

1. Fitzgerald, AE, Kingsley, C. y Umans, SD (2003). Maquinaria Eléctrica. McGraw-Hill.
2. Chapman, SJ (2012). Fundamentos de maquinaria eléctrica. McGraw-Hill.