Primero dibujaremos el circuito correspondiente y pondremos los datos que tenemos:

Imagen 30. Esquema del motor de excitación Shunt. Imagen de elaboración propia

1. Primero obtenemos la f.c.e.m. E´con los datos que nos dan, sabiendo que como es un devanado imbricado simple posee igual nº de arrollamientos een paralelo y de polos, 2p = 2a =4, y que hay que pasar los Mx a Wb.
   
   
   
   
   
   De las ecuaciones de las tensiones en los devanados inducido e inductor se despejan las intensidades:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Aplicando la 1ª ley de Kirchhoff a uno de los nudos:
   
   
   
2. Para el cálculo de la Pab:
   
   
   
3. Para el cálculo del par tenemos la siguiente expresión que vimos anteriormente:
   
   
   
   
   Pero para el cálculo del par o momento angular interno tenemos que usar la expresión de la Potencia siguiente:
   
   
   
   
   
   
   
4. En el arranque el inducido absorbe una intensidad doble de la nominal:
   
   
   
   
   
   Y partiendo de ecuación de tensiones y sabiendo que en el arranque E´=0:
   
   
   
5. Como sabemos el par depende del flujo y de la intensidad que pasa por él. Al ser el flujo constante, solo depende de la intensidad. Al querer calcular el par de arranque tenemos que tener en cuenta la Iarr.
   
   Para el cálculo del par nominal lo calculamos con la In:
   
   
   
   
   
   Para el cálculo del par de arranque, utilizamos la Iarr, que es el doble que la In, por tanto el par de arranque será:
   
   
   

A la hora de resolver cualquier ejercicio de motores de corriente continua, lo primero será dibujar su esquema y colocar los valores que nos da el problema:

Imagen 33. Esquema de motor de excitación Imagen de elaboración propia

1. Resolución despreciando la caída de tensión en las escobillas:

1. Partiendo de la ecuación de tensiones y sabiendo que en el arranque, la f.c.e.m. E´es nula:

2. En condiciones normales, E`= 215V, el motor opera a plena carga. Por lo que:

3. Al conectar en serie el reostato de arranque (Ra), tenemos una nueva ecuación:

Como se quiere limitar la corriente que el motor absorbe en el arranque a 2 veces la nominal, entonces dicha intensidad Ia valdrá:

Despejando de la ecuación la Ra:

2. Resolución considerando la caída de tensión en las escobillas.

Se utiliza el mismo esquema y la tensión a considerar de las escobillas son 2V, 1V para cada escobilla.

La ecuación general será:

1. En el arranque, ya sabemos que E´=0.

2. En condiciones nominales E´=215V, por tanto:

3. Al colocar el reostato de arranque, la ecuación de tensiones es:

La intensidad en el arranque vale:

Lo primero que tenemos que saber es que en la excitación compound larga, la conexión del devanado inductor derivación se realiza después del devanado inductor serie. Dibujaremos cómo sería este esquema para ver la disposición física del motor y las distintas magnitudes que aparecen en él.

Imagen 35. Motor de c.c. de excitación compound Imagen de elaboración propia

1. Vamos a calcular las corrientes de cada rama y lo hacemos con la caída de tensión en cada una de esas ramas y luego despejando la intensidad. Para seguidamente calcular la IL, con la ecuación de la primera ley de kirchhoff:

2. Para el cálculo de las diferentes potencias:

La potencia interna o electromagnética se considera idéntica a la potencia útil o suministrada.

Para el cálculo de las pérdidas de sus devanados por efecto Joule, tenemos 2 métodos:

• Método 1: La diferencia entre la potencia absorbida y la potencia interna son las pérdidas por efecto Joule:

• Método 2: Las pérdidas por efecto Joule serán la contribución de las disipaciones de calor que se producen en los distintos devanados del circuito al ser recorridos por la corriente eléctrica:

Y la suma de todas esas pérdidas, nos da las pérdidas totales:

3. Siempre que en un problema no nos digan nada de pérdidas mecánicas, ni pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault, se despreciarán. Por tanto el par interno o electromagnético se considera igual al momento útil: