Fuerza contra-electromotriz

Un descodificador puede utilizar para su control la fuerza contraelectromotriz. Esta función evita que los trenes se aceleren o frenen en las pendientes. A veces los trenes en miniatura se detienen cuando circulan muy lentamente por un desvío o un trazado sinuoso. El control contraelectromotriz nos ofrece una solución.

En inglés se le denomina Back EMF o BEMF (acrónimo de Back Electro-Motive Force), y en mucho manuales así sale reflejado aunque sean traducidos al español.

Teoría

La fuerza contraelectromotriz es la tensión generada durante el movimiento de una maquina rotativa (un generador o un motor). La fuerza contra-electromotriz es proporcional a la velocidad e independiente de la carga. Esto produce una fuerza de signo contrario que limita la velocidad del motor.

Aplicando la regla de la mano izquierda se encuentra que la espira es impulsada hacia un sentido señalado, pero al moverse los conductores que la forman dentro del campo se inducirá una FEM cuyo sentido se encuentra con la regla de la mano derecha y el sentido de la tal es opuesto al de la corriente principal. Por tal motivo a esa FEM se la llama fuerza contra-electromotriz, y obliga a aumentar la tensión aplicada al motor para que se asegure la circulación de corriente en el rotor. Si una espira corta a un flujo a razón de Φ revoluciones por minuto, la FEM inducida tendrá el valor de:

e=pΦη

siendo:

p número de polos

Φ flujo

η revoluciones por minuto (RPM)

Para más de una espira, debe multiplicarse por el número de ellas la fórmula anterior.

Como conclusión la FCEM depende directamente del flujo y las revoluciones que tome el rotor y de los polos y número de espira como constantes del aparato (generador o motor de CC).

E = KΦη

Un motor eléctrico que se le aplica un momento de torsión eléctrica provoca que una espira por la cual fluye una corriente electica gire en un campo magnético constante pero si a ese campo magnético le producimos una corriente eléctrica y hacemos girar la bobina del rotor entonces provocaremos una f.e.m. inducida. Con lo cual se puede decir que in motor eléctrico de cualquier tipo puede convertirse en un generador eléctrico. Cuando un motor eléctrico tiene un movimiento debido al campo magnético se le llama fuerza contra electromotriz.

Fuerza contra-electromotriz

Cuando se aplica un voltaje (una fuerza electromotriz) a la armadura de un motor, comienza a rotar y se genera una cantidad de resistencia eléctrica por parte del campo magnético giratorio. Esta fuerza contraria es la llamada Fuerza contra-electromotriz. Cuanto más rápido gira el inducido más fuerza contra-electromotriz se genera.

También se le puede llamar:

* Coeficiente del generador

* Constante del generador

* Constante del voltaje

* Fuerza electromotriz inducida

La FCEM se puede especificar de muchas maneras pero el resultado es el mismo. Una definición es "voltios por cientos de RPM" o "Volts/KRPM". Una segunda definición es "Volts/(rad/sec)" en la que (rad/sec) es Radianes por segundo.

Usando la premisa anterior un descodificador puede medir la velocidad del motor y aplicar la corriente para que esta permanezca constante. El resultado es que un tren mantendrá la misma velocidad independientemente de la pendiente, número de vagones arrastrados o condiciones de la vía.

Dado que a algunas personas les gusta que el efecto de subida y bajada del tren sea a una velocidad uniforme, pero a otras no les guste ésto y sí la idea que las locomotoras en subida tiendan a aminorar la marcha y en bajada a subir velocidad, el descodificador tiene la posibilidad de activar o desactivar esta función, y así contentar a todos.

La fuerza contra-electromotriz es un efecto secundario de la modulación de ancho del pulso. El descodificador puede leer la tensión generada cuando se desconecta la alimentación del motor. El descodificador puede entonces monitorizar la FCEM y compensar la variaciones de velocidad.

Multitracción

Si se quiere utilizar la FCEM o BEMF para este propósito, hay algo a tener en cuenta. Es casi imposible que dos locomotoras corran a la misma velocidad exacta. Si usted pone dos locomotoras juntas con el control de la fuerza contra-electromotriz a tope, verá que se pelearán entre ellas. La más rápida querrá tirar de la más lenta, y la más lenta querrá retener a la más rápida. Cuanto más tire una contra la otra, será más difícil la tracción - hasta se pueden escuchar el rechinar de las ruedas.