Par y velocidad del motor de CC
Si debilitas el flujo de campo, ¿a dónde va la velocidad?
La FCEM Eb = kΦN casi equilibra la tensión de bornes, así que la velocidad es N = (V - IaRa)/(kΦ). Baja el deslizador de flujo. Observando que Φ está en el denominador, predice primero a dónde irá la velocidad.
La FCEM es el cerrojo que limita la corriente
El inducido de un motor también gira en el flujo y genera. Esta FCEM Eb = kΦN se opone a la fuente, así que la corriente es Ia = (V - Eb)/Ra. Cuanto mayor la FCEM, menor la corriente. Al arrancar N = 0, así que Eb = 0 y la corriente sube a V/Ra. Por eso los motores grandes usan una resistencia de arranque para limitar la corriente inicial.
El par es flujo por corriente
Un conductor con corriente en el flujo siente una fuerza F = BIl. Sumando el par de todos los conductores resulta T = kΦIa. Al subir la carga la velocidad baja un poco, la FCEM cae otro tanto, Ia = (V - Eb)/Ra crece y el par sube hasta un nuevo equilibrio. Esta autorregulación, el motor ajustándose a su carga, se debe a la FCEM.
Tres mandos para fijar la velocidad
N = (V - IaRa)/(kΦ) ofrece tres mandos. El control de campo baja Φ para subir la velocidad por encima de la nominal (potencia constante, alta velocidad). El de tensión baja V para bajarla ampliamente por debajo (par constante). El de resistencia añade una resistencia serie en el inducido para frenar, pero esa resistencia disipa y el rendimiento es malo. Los tres son solo qué término de la misma ecuación tocas.
De vuelta a la primera pantalla
Bajar el flujo aceleró el motor porque la FCEM Eb = kΦN debe equilibrar la tensión casi constante. Al encoger Φ en el denominador, N crece para mantener ese equilibrio. En la misma N = (V - IaRa)/(kΦ), bajar V lo frena, y añadir resistencia serie para aumentar IaRa también. El par es T = kΦIa, flujo por corriente, y al cambiar la carga la FCEM ajusta la corriente automáticamente para igualar el par. Todo el comportamiento del motor de CC pende de este único equilibrio de FCEM.
El equilibrio de FCEM es la raíz de toda característica del motor de CC. Que el campo se conecte en serie o en paralelo cambia la relación entre Φ e Ia, dando las distintas curvas par-velocidad de los motores serie, derivación y compuesto. La próxima unidad cubre la característica externa y el cebado de tensión de la misma máquina como generador (MC-B4). También allí el punto de partida es Eb = kΦN.