¿Cuál es el significado de un EMF en motores DC?

Normalmente, para un motor DC sabemos

[matemáticas] V = E + IaRa [/ matemáticas]

donde V es la tensión de alimentación, E es de nuevo fem y [matemática] IaRa [/ matemática] es la caída de tensión a través de la resistencia del circuito del inducido.

Ahora, la emf E anterior se calcula como

[matemática] E = (køN) [/ matemática] donde k es una constante dependiendo del no. de polos, camino paralelo entre conductores y no. De conductores. [matemática] Ø [/ matemática] es el flujo de campo y [matemática] N [/ matemática] es la velocidad en rpm o rps.

Entonces podemos ver que la fem es directamente proporcional a la velocidad [matemática] N [/ matemática] del motor. Durante el inicio, [math] N = 0 [/ math] y, por lo tanto, back emf es cero. Entonces la ecuación anterior se convierte en

[matemática] V = IaRa [/ matemática] como [matemática] E = 0. [/ matemática]

Por lo tanto, durante el inicio, el voltaje suministrado es igual a caer solo a través de la resistencia del inducido. Mediante el uso de varios arrancadores como arrancador de 2 puntos o arrancador de 3 puntos, la resistencia del circuito de armadura aumenta (considérelo [matemática] R ‘[/ matemática]) y, por lo tanto, la corriente de armadura en la etapa inicial cae a un valor de inicio seguro. Entonces, durante el inicio podemos decir

[matemáticas] V = Ia (Ra + R ‘) [/ matemáticas]

Ahora, después de que el arranque se realiza de manera segura, la resistencia adicional [matemática] R ‘[/ matemática] se reduce gradualmente y, por lo tanto, la velocidad del motor aumenta gradualmente con el aumento de [matemática] Ia [/ matemática]. En un momento en que [matemática] R ‘= 0 [/ matemática] el motor alcanza su valor de velocidad máxima, considérelo [matemática] N [/ matemática]. Así que de vuelta emf

[matemáticas] E = køN [/ matemáticas] y

[matemáticas] V = E + IaRa [/ matemáticas] que da

[matemáticas] Ia = (VE) / Ra [/ matemáticas]. Así, al aumentar la velocidad, la fem aumenta. A medida que aumenta la fem inversa, [math] Ia [/ math], que es la corriente del circuito del inducido, se controla nuevamente y, por lo tanto, la pérdida de cobre a través de la resistencia del inducido disminuye.

En pocas palabras, durante el arranque, el arrancador se encarga de la corriente de la armadura del motor [matemática] Ia [/ matemática] para que no queme los conductores de la armadura. Cuando se quita la resistencia agregada al arranque y la máquina alcanza la velocidad máxima, es Back emf quien limita [math] Ia [/ math] .

[ Un ejemplo: considere que el voltaje de suministro sea de 220 V y la resistencia de la armadura [matemática] Ra [/ matemática] sea de 0.2 ohmios, porque la resistencia de la armadura permanece normalmente muy baja como esta. Entonces, si el motor en el arranque cuando la fem anterior es cero está conectado directamente al suministro, entonces

[matemáticas] V = IaRa [/ matemáticas] como E = 0

Por lo tanto, corriente del circuito de armadura

[matemática] Ia = (V / Ra) = 220 / 0.2 = 1100A [/ matemática]. Una corriente tan alta quemará los conductores de la armadura y puede incendiarse. Es por eso que el arrancador limita esta corriente al agregar resistencia adicional con el circuito de armadura durante el arranque. Una vez que la máquina gana velocidad, Back emf ayuda a esta alta corriente a reducir y mantener la máquina segura. Huelga decir que en ese momento el arrancador agregó resistencia adicional se corta, de lo contrario se producirá una pérdida innecesaria de cobre.]

Un motor de CC también es un generador al mismo tiempo y el voltaje que produciría bajo rotación cuando se desconecta del suministro es el fem posterior, también llamado contador fem porque está en polaridad opuesta al voltaje de suministro y tiende a causar un flujo de corriente hacia afuera – desde la máquina hasta el suministro.

La importancia es que determina el estado operativo de una máquina DC. Una máquina de CC que funciona como motor tendrá su contador de fem siempre menor que la tensión de alimentación. La diferencia dependería de la cantidad de carga mecánica vinculada al motor. Como resultado, la corriente fluiría hacia la máquina. Cuando funciona como generador, la fem del contador es más que el voltaje de alimentación (0) y, como resultado, la corriente fluye fuera de la máquina. De manera similar, durante el frenado regerativo, el contador de fem es más que el voltaje de alimentación y, como resultado, la corriente fluye fuera de la máquina.

La presencia de fem posterior hace que el motor de corriente continua sea una máquina autorreguladora, hace que el motor extraiga tanta corriente de armadura como sea suficiente para desarrollar el par requerido por la carga.

Corriente de armadura, Ia = V − Eb / Ra

  • Cuando el motor funciona sin carga, se requiere un par pequeño para superar las pérdidas por fricción y viento. Por lo tanto, la corriente de armadura Ia es pequeña y la fem posterior es casi igual al voltaje aplicado.
  • Si el motor se carga repentinamente, el primer efecto es hacer que la armadura se desacelere. Por lo tanto, la velocidad a la que se mueven los conductores del inducido a través del campo se reduce y, por lo tanto, la fem Eb posterior cae. La disminución de la fem de retorno permite que una corriente más grande fluya a través de la armadura y una corriente más grande significa un mayor par motor. Por lo tanto, el par motor aumenta a medida que el motor disminuye la velocidad. El motor dejará de reducir la velocidad cuando la corriente de armadura sea suficiente para producir el mayor par requerido por la carga.
  • Si se reduce la carga en el motor, el par motor es momentáneamente superior al requisito, de modo que la armadura se acelera. A medida que aumenta la velocidad de la armadura, la fem posterior Eb también aumenta y hace que disminuya la corriente Ia de la armadura. El motor dejará de acelerar cuando la corriente de armadura sea suficiente para producir el par reducido requerido por la carga.

Por lo tanto, se deduce que la fem inversa en un motor de CC regula el flujo de corriente de la armadura, cambia automáticamente la corriente de la armadura para cumplir con el requisito de carga.

Para conocer el significado de back emf, primero hablemos de la ley de Lenz, de acuerdo con la ley de Lenz

  • La dirección de la corriente inducida en un conductor por un campo magnético cambiante debido a la ley de inducción de Faraday será tal que creará un campo magnético que se opone al cambio que lo produjo.
  • Ahora, en el caso del motor de CC, el voltaje de alimentación es la causa del campo magnético generado o fem, por lo tanto, el fem generado intentará oponerse al voltaje.
  • Por lo tanto, la tensión de alimentación V debe inducir con fuerza la fem en los conductores de la armadura. (¿Por qué con fuerza? … porque la fem posterior se opone a la tensión de alimentación en el motor de CC).
  • Por lo tanto, el trabajo eléctrico total realizado para oponerse a la fem posterior y a la corriente inducida en el conductor del inducido se convierte en energía mecánica desarrollada por el conductor del inducido.

Principio de funcionamiento del motor DC | ¿Por qué el motor de CC se autorregula?

Es un factor importante a considerar dependiendo del tamaño del motor. Como se opone al voltaje aplicado, el voltaje aplicado usa energía para superar la “resistencia” causada por él. Al eliminar la tensión aplicada, la corriente permanecerá fluyendo hacia la fuente durante el tiempo que exista un movimiento de rotación, esto podría dañar la fuente si es una batería, o puede utilizarse mediante algún circuito adicional para recargar la batería. mientras que el motor desacelera, aunque los motores que tardan en desacelerar generalmente no son impulsados ​​por baterías en primer lugar debido al tamaño del motor y a la cantidad inicial de corriente requerida para superar la resistencia magnética que actuará como un freno cuando está parado.

La fem inversa en cualquier motor siempre cuenta para la transferencia de potencia eléctrica a mecánica, si el rotor no gira no hay transferencia ni fem inversa y el par aumenta con la corriente de cortocircuito, una vez que el rotor mueve el devanado del inducido corta el estator mmf y la fem trasera se induce reduciendo la corriente de la armadura hasta el punto donde el rotor mmf y el estator mmf crean suficiente par para seguir moviendo la carga (que normalmente depende de la velocidad, por lo que se cumple un equilibrio).

Básicamente, hay 2 tipos de motor eléctrico, motores de CC y motores de CA y cada uno de estos 2 tipos hay variedades de cada motor.

Si observamos, lo que puede ser el más simple, el motor de CC podemos tener el motor Shunt y el motor de la Serie.

Con el motor de derivación, sus devanados de campo están en paralelo a los devanados de la armadura y, al inicio, la corriente en la armadura podría ser tan alta, ya que el único límite de esta corriente es la resistencia de la armadura, que podría dañar la armadura y los circuitos de suministro. Para proteger estas partes, era normal instalar un circuito resistivo escalonado para limitar esta corriente. El valor de la resistencia se elegiría para limitar la corriente a un nivel seguro mientras se configura para producir un alto par de arranque para que el motor se mueva. una vez que el motor funciona a velocidad, el EMF posterior limitaría el flujo de corriente a un nivel que permitiera que el motor funcione a su velocidad de diseño. Cuando se aplica una carga al motor, su velocidad se reduciría, la fem posterior caería, la corriente aumentaría, el par aumentaría, la velocidad aumentaría, la fem aumentaría y se lograría un nuevo equilibrio.

Con el motor de la serie, el devanado del inducido está, como su nombre es más sabio, en serie con el devanado de campo y la corriente de arranque ahora está limitada por la resistencia adicional de este devanado. Cuando el motor funciona para acelerar, el Emf trasero reduce la corriente tanto en el campo como en la armadura y da como resultado un sistema de equilibrio.

Con todos los otros tipos de motores, se producen efectos similares de CC y CA. Los efectos generales son un par de arranque alto inicial y corrientes de arranque altas seguidas, a medida que el motor se acelera, por el aumento de Back Emf, con un par reducido y corriente de armadura a una velocidad autorregulada.

Back emf actúa como una oposición contra la cual tiene lugar la conversión de energía a forma mecánica. También regula la corriente extraída del suministro utilizando la siguiente relación

I = V-Eb / ra

Por lo tanto, cuando el par aumenta, la corriente aumenta y Eb también aumenta y de acuerdo con la relación anterior a medida que Eb aumenta, la corriente cae y, por lo tanto, la corriente se regula.

Cuando algo como un refrigerador o un aire acondicionado (cualquier cosa con motor) se enciende por primera vez en su casa, las luces a menudo se atenúan momentáneamente. Para comprender esto, tenga en cuenta que un motor giratorio también actúa como un generador. Un motor tiene bobinas que giran dentro de campos magnéticos, y una bobina que gira dentro de un campo magnético induce una fem. Esta fem, conocida como la fem posterior, actúa contra el voltaje aplicado que hace que el motor gire en primer lugar y reduce la corriente que fluye a través de las bobinas del motor.

( http://physics.bu.edu/~duffy/sc5 …)

La presencia de fem posterior hace que el motor de corriente continua sea una máquina autorreguladora, es decir, hace que el motor extraiga tanta corriente de armadura como sea suficiente para desarrollar el par requerido por la carga.

Corriente de armadura, Ia = V − EbRa [matemática] Ia [/ matemática]

[matemáticas] = V − EbRa [/ matemáticas]

  • Cuando el motor funciona sin carga, se requiere un par pequeño para superar las pérdidas por fricción y viento. Por lo tanto, la corriente de armadura Ia es pequeña y la fem posterior es casi igual al voltaje aplicado.

Se deduce, por lo tanto, que la fem inversa en un motor de corriente continua regula el flujo de corriente de la armadura, es decir, cambia automáticamente la corriente de la armadura para cumplir con el requisito de carga.

Volver EMF es el resultado natural de los conductores que se mueven en un campo magnético. Debido a esto, la fuerza del EMF depende de la fuerza del campo y la velocidad del rotor.

El efecto beneficioso de esto es que la corriente de armadura se limita al valor de diseño sin tener que usar resistencias de pérdida de potencia.

hagámoslo fácilmente.

según la tercera ley de newton, que es aplicable a los circuitos eléctricos, ya que la ley de lenz dice que cada acción se opone a la causa. de manera similar en los motores, el voltaje aplicado es la causa del movimiento y, por lo tanto, el voltaje aplicado se opone a la fem desarrollada por el motor, que se denomina fem inversa.

¿Qué dicen las leyes de inducción electromagnética de Faraday?

dice “cuando un conductor se coloca en un campo magnético variable, se induce una fem a través del conductor”

Ahora volviendo a la pregunta, en un motor, tenemos un movimiento relativo entre el campo magnético y los conductores. También hay un campo magnético variable que actúa sobre los conductores, por lo que hay fem inducida a través de los conductores. Ahora, esta fem inducida del conductor individual se suma (algunas en serie, algunas en paralelo, dependiendo del tipo de devanado) y constituye lo que se llama fem de retorno.

Cuando la armadura de un motor de corriente continua gira bajo la influencia del par motor, los conductores de la armadura se mueven a través del campo magnético y, por lo tanto, se induce la fem en ellos como en un generador. La fem inducida actúa en dirección opuesta a la tensión aplicada V (ley de Lenz) y se conoce como fem inversa o inversa

La EMF inversa ocurre en el motor de CC … a medida que la armadura del motor está girando y hay un campo magnético existente (campo del motor), la armadura está bajo un flujo magnético variable en el tiempo, por lo que, según el principio de Faraday, se genera una fem en la armadura como en caso de un generador de CC … este EMF generado se llama EMF ya que se opone a la causa (que es el voltaje a través del terminal).

Hey amigo,

Para conocer la importancia del EMF posterior en un motor de CC en detalle y de forma ordenada, haga clic en Significado de EMF posterior en el motor de CC

Las leyes de la naturaleza prefieren la simetría. El voltaje aplicado en un motor de CC es una especie de perturbación de la simetría que es contrarrestada por la fem Back para equilibrarlo.
Esta es la razón por la cual un motor de la serie DC requiere arranque, ya que debido a la ausencia de fem inversa en el arranque se derretirían las bobinas debido a una corriente excesiva.

La importancia es que la fem posterior causa un pico de corriente alta que se arquea desde la armadura hasta los cepillos. Esto es lo que desgasta los pinceles, prematuramente. Además, quema la armadura, lo que conduce a la falla del componente antes que si se mitigara la fem posterior.

debido a la fem de retorno, su motor de corriente continua funciona de manera segura sin dañar su devanado porque inicialmente cuando el motor está en reposo no hay fem de retorno debido a que una corriente muy alta fluye en el circuito