¿Cómo determina el voltaje de un motor DC con bobinado en serie basándose en el número de vueltas del estator?

Relación entre el bobinado del estator y el voltaje

En un motor de corriente directa, el número de vueltas en el bobinado del estator (también conocido como bobinado de armadura) afecta directamente la fuerza electromotriz inducida que genera. El valor efectivo de la fuerza electromotriz inducida por fase del bobinado del estator  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 puede calcularse utilizando la siguiente fórmula:

E1 = 4.44 K1 f1 N1 Φ

Donde:

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 es el valor efectivo de la fuerza electromotriz inducida por fase del bobinado del estator.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$K1 es el coeficiente de bobinado del estator, que depende de la estructura del bobinado.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 es la frecuencia de la fuerza electromotriz inducida en el bobinado del estator, que es igual a la frecuencia de la fuente de alimentación.

• ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1 es el número de vueltas de hilo en serie para cada bobinado de fase del estator.

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ es el flujo magnético de par de polos del campo magnético rotatorio, es decir, el valor máximo (en webers) del flujo magnético alternante que atraviesa los bobinados del estator.

El método para determinar el voltaje

De acuerdo con la fórmula anterior, podemos inferir que para determinar el voltaje de un motor de corriente directa con bobinado, necesitamos conocer los siguientes parámetros:

• Vueltas del bobinado del estator ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$N1

• Factor de bobinado K1

• Frecuencia de la fuente de alimentaciónf1

• Flujo magnético (Φ)

Una vez que se conocen estos parámetros, se puede calcular la fuerza electromotriz inducida E1 utilizando la fórmula anterior, lo que a su vez determina el voltaje del motor.

Consideraciones en aplicaciones prácticas

En las aplicaciones prácticas, la determinación del voltaje para un motor de corriente directa con rotor bobinado también necesita considerar otros factores como los requisitos de diseño del motor, las características de la carga y el rendimiento general del sistema. Además, es necesario asegurarse de que el voltaje calculado esté dentro del rango de operación seguro del motor.

Cálculo de ejemplo

Supongamos que tenemos un motor de corriente directa con un bobinado del estator de 38 vueltas, coeficiente de bobinadoK1 de 0.9, frecuencia de la fuente de alimentación  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$f1 de 50 Hz, y flujo  $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>}$Φ de 0.001 Weber. Entonces, podemos calcular la fuerza electromotriz inducida  ${\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}}_{}$E1 de la siguiente manera:

E1 = 4.44 × 0.9 × 50 × 38 × 0.001 = 7.22 V

Por lo tanto, el voltaje de este motor es aproximadamente 7.22V.

Conclusión

A través de la fórmula y los pasos anteriores, es posible determinar el voltaje de un motor de corriente directa con excitación paralela basándose en el número de vueltas en el bobinado del estator y otros parámetros relevantes. Sin embargo, en las aplicaciones prácticas, también es necesario tener en cuenta otros factores para garantizar el funcionamiento normal y la seguridad del motor.