Quin és l'efecte d'aplicar corrent altern en una màquina de corrent contínua?

Aplicar corrent alternada a un motor de corrent contínua pot tenir diversos efectes adversos perquè els motors de corrent contínua estan dissenyats i operen per gestionar la corrent contínua. Els següents són els possibles efectes d'aplicar CA a un motor de CC:

No pot iniciar i funcionar correctament

• Sense creuament natural zero: La CA no té cap creuament natural zero per ajudar el motor a iniciar, mentre que els motors de CC depenen de la corrent contínua constant per establir un camp magnètic i iniciar.

• Fenomen d'inversió: La forma d'ona sinusoidal de la corrent alternada canvia de direcció dues vegades per cicle, fent que el rotor del motor intenti invertir-se, cosa que fa que el motor no pugui funcionar de manera estable.

Dany mecànic i elèctric

• Desgast de les escovilles i el commutador: Degut a les inversiós freqüents causades per la corrent alternada, es poden produir esclafets severes i desgast entre les escovilles i el commutador, resultant en un deteriorament ràpid de les escovilles i el commutador.

• Instabilitat del camp magnètic: La corrent alternada pot causar instabilitat en el camp magnètic intern del motor, afectant el rendiment del motor i podent fer que el motor es sobrecalfeixi.

Sobrecalentament i pèrdua d'eficiència

• Densitat de corrent irregular: El flux de corrent alternada en un motor de CC pot causar una distribució irregular de la densitat de corrent, fent que algunes àrees es sobrecalifin i afectant la vida útil i l'eficiència del motor.

• Pèrdues per corrents de Foucault: La corrent alternada crea corrents de Foucault al nucli de ferro del motor, causant una pèrdua addicional d'energia i augmentant el calor del motor.

Soroll i vibració

• Vibració mecànica: Degut als canvis en el camp magnètic causats per la corrent alternada, el motor pot experimentar vibracions mecàniques, produint soroll.

• Fluctuació de parell: El canvi periòdic de la corrent alternada farà que el parell de sortida del motor sigui inestable, resultant en vibracions i funcionament irregular.

Dificultat de control

• Regulació de la velocitat és difícil: Els motors de CC solen ajustar la velocitat canviant la tensió o la corrent de CC, i la introducció de la corrent alternada complica la regulació de la velocitat.

• Dificultats de protecció: Les mesures de protecció tradicionals per a motors de CC poden no ser adequades per a situacions de CA, requerint dispositius de protecció addicionals.

Avaries i riscos de seguretat

• Arcs i esclafets: Els arcs i esclafets causats per la corrent alternada poden causar incendis o descàrregues elèctriques.

• Dany d'equips: L'aplicació prolongada de corrent alternada pot resultar en danys permanents als components interns del motor.

Experiment i prova

Encara que teòricament no es recomana aplicar corrent alternada a una màquina de CC, aquests experiments es realitzen de vegades en condicions de laboratori per estudiar el comportament del motor. En aquests casos, se solen prendre mesures de protecció estrictes i es duen a terme sota supervisió professional.

Exemple d'aplicació

En algunes aplicacions especials, com certos motors servomotors o motors pas a pas, es poden utilitzar esquemes híbrids de propulsió, però aquests motors solen tenir una construcció especial per acomodar la corrent alternada o senyals mixtes. No obstant això, els motors de CC normals no són adequats per a aquesta situació.

Resum

Aplicar corrent alternada a una màquina de CC resulta en la incapacitat de iniciar i funcionar correctament, danys mecànics i elèctrics, sobrecalentament i reducció de l'eficiència, soroll i vibració, dificultats de control, i avaries i riscos de seguretat. Per evitar aquests problemes, s'hauria d'utilitzar un motor de CA adequat o un dispositiu de conversió (com un inversor o un rectificador) per assegurar que el motor pugui funcionar correctament.