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Bloque II
Unidad 7: Motores eléctricos de corriente continua I
INTRODUCCIÓN
Los motores eléctricos se pueden clasificar según la corriente empleada en:
PARTES DE UN MOTOR ELÉCTRICO
Hemos visto que el generador es una máquina reversible. Es decir, puede actuar también como motor,
transformando la energía eléctrica en energía mecánica. Así pues, esencialmente, ambas máquinas son
semejantes. Los componentes fundamentales son:
Como en la actualidad la producción de energía eléctrica se lleva a cabo casi en su totalidad bajo la
forma de corriente alterna, la máquina eléctrica de CC es más utilizada como motor que como
generador.
MOTORES ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTÍNUA
Un motor elemental de CC dispone de una espira
conductora rectangular, por el que circula una corriente
eléctrica, situada en el seno de un campo magnético
uniforme. Éste ejerce sobre la espira un par de fuerzas
electromagnéticas que la hacen girar produciendo un
trabajo mecánico.
Como los extremos de la espira están conectados a un
colector de delgas (piezas cilíndricas conductoras), el
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sentido de la corriente se invierte media vuelta y el par de fuerzas hace girar a la espira siempre en el
mismo sentido.
PARTES DE UN MOTOR
Todos los motores eléctricos tienen dos partes:

El estator (El inductor):
Es la parte fija del motor y está
unido a la carcasa. El estator
contiene el devanado inductor
que es el elemento necesario para
crear el campo magnético.

El rotor (El inducido):
Es la parte que gira dentro del
estator.
Según su función se podría establecer esta otra clasificación:




Inductor o estator: Es el que crea el campo magnético. Puede estar formado por uno o varios
imanes fijos o bien por electroimanes.
Inducido o rotor: Formado por una o varias bobinas de cable que están situadas dentro del campo
magnético creado por el inductor.
Colector: Se encarga de llevar la corriente a las bobinas. En el caso de funcionar el motor con
corriente continua el colector está formado por un anillo metálico separado en dos mitades (delgas)
Escobillas: Transmiten la corriente al colector, están apoyadas sobre él y evitan que el cable se
enrede al girar.
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PARTES DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE CONTÍNUA
En un motor de CC las partes principales son:
1. El devanado inductor o de excitación:
Dos bobinas de hilo de cobre enfrentadas. Están
arrolladas a los polos que crean el campo
magnético. En esencia se trata de un
electroimán. Esta parte del motor se encuentra
en el estator (la parte fija del motor)
2. El devanado inducido:
Consiste en una serie de espiras abiertas que
están conectadas al colector de delgas. Forma
parte del rotor o parte móvil del motor.
3. El colector de delgas:
Conjunto de láminas de cobre aisladas entre sí
por finas láminas de mica casi pura y que giran
solidariamente con el motor.
Cada delga está eléctricamente unida al punto de
conexión de dos bobinas del devanado inducido,
de forma que habrá tantas delgas como bobinas
simples tenga el inducido.
4. Las escobillas:
Piezas de grafito (material conductor de la
electricidad) que están conectadas con el
colector de delgas. Aseguran el contacto
eléctrico.
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RESUMEN DEL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELÉCRICO Y LAS PARTES QUE LO COMPONEN
Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Así, la corriente eléctrica tomada
de la red recorre las bobinas o devanados del motor, en cuyo interior se crean campos magnéticos que
generan fuerzas que impulsan el movimiento de rotación de la parte móvil del motor (rotor).
En los motores de corriente continua distinguimos dos partes fundamentales:
a) El devanado inductor o excitador, localizado en el estator, al que se aplica una corriente continua, que
genera un campo magnético definido por el vector inducción magnética ( B )
b) El devanado inducido, localizado en el rotor, al que se aplica una corriente continua y en el que se genera
una fuerza electromagnética de valor:
F = L. I . B.
Debido a esta fuerza, el eje del rotor experimenta un par que hace que gire produciendo energía mecánica
Por otro lado, el movimiento del rotor, genera una fuerza contraelectromotriz (E '), que representa “el
consumo de energía eléctrica por unidad de carga” del motor y que depende de la velocidad de giro del
rotor y del flujo magnético creado en el inductor.
En corriente continua, el devanado inductor lo podemos sustituir por una resistencia y el devanado inducido
por una fuerza contraelectromotriz y una resistencia interna.
Figura: Esquema de funcionamiento de un motor de corriente continua
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MAGNITUDES FUNDAMENTALES EN LOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Par interno: es el par que experimenta el eje del rotor. Viene dado por la expresión:
Mi = K. Ii . 
siendo:



 el flujo magnético generado en el inductor (en weber, Wb)
Ii es la intensidad del inducido (en amperios, A)
K una constante que depende de la configuración del motor.
Fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m): Es la caída de voltaje que se produce en el circuito inducido. Su
expresión es la siguiente:
E´= K´. n. 
Donde:
  es el flujo magnético generado en el inductor (en weber, Wb)
 n la velocidad de giro del rotor (en rpm)
 K´es una constante que depende de la configuración del motor
1. En un motor de corriente continua el voltaje disponible para
suministrar la corriente es la diferencia entre la tensión aplicada
(U) y la f.c.e.m. (E´)
2. Una vez que la tensión aplicada, U, y la f.c.e.m , E´, se
equilibran aparece la intensidad por el inducido, Ii.
U  E´ri.Ii
Donde:




U es el voltaje de alimentación (en V)
E´es la f.c.e.m. (en V)
Ii es la intensidad de inducido (en A)
Ri es la resistencia de inducido ()
Un motor eléctrico de corriente continua, si exceptuamos el
circuito del inductor, se puede representar por un generador en
oposición con la red a la cual se conecta de fuerza
contraelectromotriz E´. En serie con él, colocaremos una
resistencia ri, tal como podemos apreciar en la figura.
Ejemplo 1:
Un motor de corriente continua está conectado a una red de 250 V de tensión, gira a una velocidad de 1 500
rpm y desarrolla una fuerza contraelectromotriz de 230 V. Si la resistencia interna es de 2 , halla la
intensidad en el motor.
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Ejemplo 2:
Por un motor de corriente continua circula una intensidad de 7,5 A. Sabemos que la tensión de la red a la
cual se ha conectado es de 150 V y que la resistencia interna es de 2 . Determina la fuerza
contraelectromotriz
TIPOS DE MOTORES ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA
En los apartados anteriores comentamos que, para constituir un motor de corriente continua, necesitamos
un circuito inductor y un circuito inducido; en función de cómo se conecten ambos, obtendremos los
distintos tipos de motores de corriente continua.
A) Motores de excitación independiente
En la figura se representa el esquema de un motor de corriente
continua de excitación independiente y su circuito eléctrico
equivalente.
El devanado inducido (A, B) y el devanado inductor (J, K) están
alimentados con fuentes de tensiones distintas e independientes. El
flujo será constante porque Iex también lo es.
La intensidad que el motor absorbe de la red se determina con la
siguiente expresión:
I  Ii 
Donde:




U  E´
ri
U es el voltaje de alimentación (en V)
E´es la f.c.e.m. (en V)
Ii es la intensidad de inducido (en A)
Ri es la resistencia de inducido ()
Ejemplo 3:
Calcula la fuerza contraelectromotriz característica en un motor de excitación independiente que
consume 10 A, cuya resistencia interna vale 1 y que está conectado a una línea de 240 V
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B) Motores de excitación en derivación
En la figura se representa el esquema de conexiones de un motor de
corriente continua excitación derivación y su circuito eléctrico
equivalente.
El motor derivación es prácticamente igual al motor de excitación
independiente, la única diferencia estriba en que el devanado de
excitación (C, D) está conectado a la misma fuente de tensión que el
inducido (A, B).
En este tipo de motor se cumple lo siguiente:
• El flujo es constante porque la Iex también lo es:
Iex 
U
Rd
• La intensidad del inducido Ii toma la siguiente expresión:
Ii 
U  E´
ri
• La intensidad que el motor absorbe de la red vale:
I = Ii + Iex.
Donde:







Las ecuaciones anteriores se
pueden escribir también:
U es el voltaje de alimentación (en V)
E´es la f.c.e.m. (en V)
I es la intensidad del motor (en A)
U = E´+ ri.Ii
Ii es la intensidad de inducido (en A)
U = Rex. Iex
Iex es la intensidad del circuito de excitación (en A)
I = Ii + Iex
ri es la resistencia del devanado inducido (en )
Rd (también se puede expresar como Rex)es la resistencia del devanado de excitación (en )
Ejemplo 4:
Un motor derivación tiene las siguientes características: U = 240 V, E´= 220 V, Ri = 1 y Rex = 200 . Halla
Iex , Ii e Itotal
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Ejemplo 5:
Un motor derivación está conectado a una red de tensión U = 200 V; la resistencia de excitación tiene un
valor Rd = 200  y la resistencia interna ri = 4 . La E´ en condiciones nominales de trabajo tiene un valor de
160 V. Determina las intensidades en los diferentes circuitos.
C) Motores excitación en serie
La figura representa el esquema de conexiones de un motor de corriente continua excitación serie y su
esquema eléctrico equivalente.
En este tipo de motor el inductor (E, F) está en serie con el inducido
(A, B), lo que implica que el flujo magnético va a depender de la
carga. Si ésta es variable, el flujo también lo será:
I  Ii  Iex 
Donde:







U  E´
ri  rs
U es el voltaje de alimentación (en V)
E´es la f.c.e.m. (en V)
I es la intensidad del motor (en A)
Ii es la intensidad de inducido (en A)
Iex es la intensidad del circuito de excitación (en A)
ri es la resistencia del devanado inducido (en )
rs (también rex es la resistencia del devanado de excitación
(en )
Existen otros tipos de motores de corriente continua que mezclan las características del motor serie y del
motor derivación, pero no vamos a estudiarlos porque exceden los objetivos previstos.
Ejemplo 6:
Un motor de corriente continua de excitación serie tiene las siguientes características:
U = 240 V, E´= 210 V, ri = 1, Rex = 2. Halla Iex , Ii e Itotal
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Ejemplo 7:
Un motor serie conectado a una red de 200 V de tensión tiene las siguientes características: ri = 2 ; rs = 4
. En condiciones nominales la E´ tiene un valor de 170 V. Halla las intensidades de excitación, inducido y
carga.