Al igual que es más sencillo aprender primero sobre un inductor sin pérdida, así que comencemos con un motor más o menos sin pérdida. Tomaremos en cuenta las pérdidas cuando sea necesario, pero no son esenciales para la comprensión básica.
Un motor también es un generador. Gíralo, y genera voltios sobre la armadura. No importa si está girando porque es un motor, o girando porque lo estás conduciendo como un generador, speed = armature_volts / k.
Pasa una corriente a través de él y genera un par. Torque = armature_current.k
Puedes pensar en un motor como un transformador mecánico. Potencia en = potencia fuera. Volts x amps in = velocidad x torque out. Al igualar el poder, ese molesto k se ha cancelado. Si cambia el valor de k, la constante de par, entonces el motor se acelera y entrega menos par, o viceversa, pero el balance de potencia es el mismo. Si ejecuta la misma máquina que un generador, entonces acelere x par de torsión = voltios x amperios de salida.
¿Qué sucede si aplica una fuente de voltaje a un motor en reposo?
Ocurren dos cosas, a diferentes velocidades, la primera tan rápidamente que quizás no te fijes, la segunda más lentamente.
Una armadura de motor tiene inductancia, Larm y resistencia Rarm. En el momento del encendido, aplicamos V a la armadura. La corriente comienza a aumentar. Inicialmente aumenta a una velocidad tal que Larm x dI / dt genera una EMF inversa igual a la tensión del terminal. La corriente que fluye a través de Rarm genera una tensión IRarm que se opone a V, por lo que hay menos voltaje a través de la inductancia para impulsar un aumento de la corriente, por lo que la tasa de aumento de la corriente disminuye. Finalmente, la corriente ha aumentado para establecerse en V / Rarm, con una constante de tiempo de Larm / Rarm, generalmente en cuestión de mS.
Con un motor 'bueno' con un Rarm bajo, esta corriente será típicamente muy grande. Se le conoce como la corriente de 'arranque', por razones obvias. Los motores pequeños están clasificados para arrancar de forma segura. Los motores grandes no pueden arrancarse así, y necesitan algún tipo de controlador de arranque suave.
Hasta ahora, el motor todavía no se ha movido, la inercia mecánica significa que aún no está girando, o apenas ha arrancado. Pero ahora hay una gran corriente de armadura que fluye, lo que genera un par, y el motor acelera.
Una vez que gira, a cualquier velocidad, genera un EMF de retorno proporcional a su velocidad. Esta parte posterior de EMF reduce la tensión efectiva del terminal disponible para conducir la corriente a través de Rarm. Por lo tanto, la corriente de armadura cae (con una constante de tiempo de Larm / Rarm), y por lo tanto genera menos par.
Finalmente, el motor alcanza un equilibrio, donde está a una velocidad en la que el EMF de retorno generado equilibra la mayor parte del voltaje de entrada, y la pequeña diferencia en el voltaje que impulsa una corriente de inducido a través de Rarm, que genera suficiente par en el motor para coincidir con el par de carga, más los pares de pérdida como la fricción y la resistencia del aire.