6.2. Motor autoexcitación shunt.

El esquema de un motor autoexcitación shunt o derivación es como el de la figura, donde se observa que el devanado inductor está conectado en paralelo con el devanado del inducido, por lo que en este caso la tensión de la red alimenta a las dos ramas del circuito y la intensidad absorbida de la red se reparte entre la intensidad del inducido, por donde se derivará la mayor parte de la corriente y la intensidad de excitación derivación que será de un valor muy reducido, por lo que la resistencia de esta rama debe ser muy elevada, lo que provoca que el devanado de excitación shunt esté construido con muchas espiras de hilo fino.

Imagen 22. Elaboración propia Imagen 23. Elaboración propia

Si multiplicamos estas ecuaciones de tensiones por las intensidades correspondientes, se obtienen las potencias respectivas:


Toda la potencia eléctrica absorbida de la red, se reparte entre la potencia necesaria para crear el campo inductor y la potencia que se pierde en el inducido por efecto Joule, estos dos conceptos se identifican como pérdidas de potencia en el cobre, y se restan a la potencia eléctrica absorbida de la red para obtener la potencia eléctrica interna, que será el producto de la fuerza contraelectromotriz (E´) y la intensidad de inducido (Ii).
Las curvas de velocidad y par son muy similares al motor de excitación independiente, ya que ambos esquemas eléctricos son muy parecidos.

n=f(Ii). para Iex=cte

Imagen 24. Elaboración propia

M=f(Ii). para Iex=cte

Imagen 25. Elaboración propia

Presentan una velocidad prácticamente constante (apenas disminuye al aumentar la carga, y se mantiene prácticamente constante aún trabajando en vacio). Son motores muy estables y de gran precisión, por lo que son muy utilizados en máquinas herramientas: fresadoras, tornos, taladradoras,… Tienen el inconveniente de que su par de arranque es más pobre que el de los motores serie.
Icono de iDevice Caso de estudio

Un motor eléctrico de corriente continua excitación en derivación tiene las siguientes características: Potencia útil, Pu=10 CV, tensión de alimentación, U= 440V, intensidad absorbida de la red, Iabs=20 A. Velocidad de giro n= 1500 rpm. Resistencia del inducido, Ri=0,2 Ω. Resistencia del devanado de excitación, Rexc=440 Ω

Determine, para el funcionamiento del motor a plena carga:

a) El valor de la fuerza contraelectromotriz.

b) La potencia perdida por efecto Joule en los devanados (pérdidas del cobre) y el valor conjunto de las pérdidas del hierro y mecánicas.

c) El par útil.

Nota: Despreciar en este problema la caída de tensión en las escobillas y la resistencia del reóstato de arranque (Rt) y de los polos auxiliares.


Imagen 26. Elaboración propia

 

De nuevo, este ejercicio es para ilustrar como hacer cálculos en el circuito de excitación en shunt, por lo que te recomendamos abras la solución antes de tratar de resolver el ejercicio sin ayuda (aunque si lo sabes hacer sin abrirla... mejor)