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7/28/2019 informe motor dc.docx

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Escuela Politcnica del Ejrcito.

Ingeniera electrnica

Mquinas Elctricas

Tema:

Transformador Monofsico con carga resistiva, capacitiva e inductiva

Integrantes:Joselyn Gallegos

12-Abril-2011


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TEMA: MOTOR DC EXCITACIN INDEPENDIENTE. OBJETIVOS:

Analizar la grfica obtenida con los datos de la prctica Identificar algunas caractersticas del motor DC en conexin Shunt

Medir las caractersticas de velocidad y corriente de exitacin.

EQUIPO: Fuente de poder TF-123 Fuente de poder PS-12 Voltmetro analgico de 120 DC Motor de DC MV 120 Motor DC DEM-43 Restato RH-11 Restato Shunt Regulador44 Tacmetro Elctrico MV100 Tacmetro Unit MD-40 Interruptor TO-10

MARCO TERICO:El motor de corriente continua es una mquina que convierte la energa elctrica en mecnica,

principalmente mediante el movimiento rotatorio.

Segn la Ley de Lorentz, cuando un conductor por el que pasa una corriente elctrica se sumergeen un campo magntico, el conductor sufre una fuerza perpendicular al plano formado por el

campo magntico y la corriente, siguiendo la regla de la mano derecha, con mdulo

F: Fuerza en newtons I: Intensidad que recorre el conductor en amperios l: Longitud del conductor en metros lineales B: Densidad de campo magntico o densidad de flujo teslasEl rotor no solo tiene un conductor, sino varios repartidos por la periferia. A medida que gira, la

corriente se activa en el conductor apropiado.

Normalmente se aplica una corriente con sentido contrario en el extremo opuesto del rotor, para

compensar la fuerza neta y aumentar el momento.

Fuerza contra electromotriz inducida en un motor

Es la tensin que se crea en los conductores de un motor como consecuencia del corte de laslneas de fuerza, es el efecto generador de pines.
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lorentzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Regla_de_la_mano_derechahttp://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Amperiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Amperiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Regla_de_la_mano_derechahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lorentzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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La polaridad de la tensin en los generadores es inversa a la aplicada en bornes del motor.

Las fuertes puntas de corriente de un motor en el arranque son debidas a que con la mquina

parada no hay fuerza contra electromotriz y el bobinado se comporta como una resistencia pura

del circuito

Partes de un motor de CC

Partes de un pequeo motor comn de corriente

directa.(C.D.) desarmado.

Un motor comn decorriente directao continua se compone de las siguientes partes o piezas:

Carcasa metlica o cuerpo del motor. Aloja en su interior,de forma fija, dos imanes permanentes con forma de

semicrculo, con sus correspondientes polos norte y sur.
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_directa/ke_corriente_directa_1.htmhttp://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_directa/ke_corriente_directa_1.htmhttp://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_directa/ke_corriente_directa_1.htmhttp://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_directa/ke_corriente_directa_1.htm


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Rotor o parte giratoria del motor. Se compone de unaestructura metlica formada por un conjunto de chapas o

lminas de acero al silicio, troqueladas con forma circular y

montadas en un mismo eje con sus correspondientes

bobinas de alambre de cobre, que lo convierten en unelectroimn giratorio. Por norma general el rotor de la

mayora de los pequeos motores de C.D. se compone de

tres enrollados o bobinas que crean tres polos magnticos.

Los extremos de cada una de esas bobinas se encuentran

conectados a diferentes segmentos del colector.

Colector o conmutador. Situado en uno de los extremos del eje del rotor, se compone de unanillo deslizante seccionado en dos o ms segmentos. Generalmente el colector de los pequeos

motores comunes de C.D. se divide en tres segmentos.

Escobillas. Representan dos contactos que pueden ser metlicos en unos casos, o compuestopor dos piezas de carbn en otros. Las escobillas constituyen contactos elctricos que se deslizan

por encima de los segmentos del colector mientras estos giran. Su misin es suministrar a la

bobina o bobinas del rotor a travs del colector, la corriente elctrica directa necesaria para

energizar el electroimn. En los pequeos motores las escobillas normalmente se componen de

dos piezas o flejes metlicos que se encuentran fijos en la tapa que cierra la carcasa o cuerpo del

motor.

Tapa de la carcasa . Es la tapa que se emplea para cerraruno de los extremos del cuerpo o carcasa del motor. En su

cara interna se encuentran situadas las escobillas de forma

fija. El motor de esta foto utiliza en funcin de escobillas dos

flejes metlicos.

Motor shunt.

El motor shunt o motor de excitacin paralelo es un motor de corriente continua cuyo bobinado

inductor principal est conectado en derivacin con el circuito formado por los bobinados

inducido e inductor auxiliar.

Al igual que en las dinamos shunt, las bobinas principales estn constituidas por muchas espiras y

con hilo de poca seccin, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande.

En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (tambin

uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, elrgimen de giro apenas sufre variacin.

Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye ms que ligeramente


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cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivacin son adecuados para

aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos

en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). El

motor en derivacin se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos

para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente directa.

Motor serie

Un motor serie es un tipo de motor elctrico de corriente continua en el cual el devanado de

campo (campo magntico principal) se conecta en serie con la armadura. Este devanado est

hecho con un alambre grueso porque tendr que soportar la corriente total de la armadura.

Debido a esto se produce un flujo magntico proporcional a la corriente de armadura (carga del

motor). Cuando el motor tiene mucha carga, el campo de serie produce un campo magntico

mucho mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsin mucho mayor. Sin embargo, la velocidad de

giro vara dependiendo del tipo de carga que se tenga (sin carga o con carga completa). Estos

motores desarrollan un par de arranque muy elevado y pueden acelerar cargas pesadas

rpidamente.


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TABLA DE DATOSIf=cte=1 A

V1 [V] W [rpm]

20 210

40 490

60 750

80 1000

100 1250

120 1500

V1=cte=95V

If [mA] W [rpm]1130 1150

890 1200

780 1250

685 1300

620 1350

570 1400

520 1450

485 1500

450 1550430 1600

410 1650

390 1700

370 1750

360 1800

350 1850

330 1900

320 1950

310 2000

300 2000

CUESTIONARIO: Indique el procedimiento de arranque de una mquina DC.

En el arranque, los motores de continua absorben una corriente muy alta, denominada

corriente de arranque. Lo mismo puede decirse del torque de arranque.

Entre el instante del arranque, wo = 0, y el punto de operacin, wo = cte, transcurre unperiodo que se denomina perodo de puesta en marcha. Durante este tiempo, el motor


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aumenta continuamente su velocidad con una aceleracin angular a == dw/dt debida al torque

acelerador Tac'

El torque acelerador Tac es la diferencia entre los torques del motor Tmot Y resistente Tres:

Tac = Tmot Tres

Para que un motor pueda accionar una carga es necesario que el torque motor Tmot sea

mayor que el torque resistente Tres. En caso contrario, el motor se queda parado

consumiendo la elevada corriente de arranque que terminar quemndolo.

En el punto en que se cruzan las curvas del motor y de la carga, el torque acelerador se anula y,

por lo tanto, la aceleracin angular; entonces, la velocidad se hace constante y se dice que el

motor alcanza su punto de operacin, esto es, una posicin de equilibrio

Tabular y dibujar en el plano cartesiano manteniendo Ea constante.Interprete la caracterstica.

0

500

1000

1500

2000

2500

300

310

320

330

350

360

370

390

410

430

450

485

520

570

620

685

780

890

1130

w=f(If)


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Con un voltaje constante podemos darnos cuenta que la velocidad es inversamente proporcional a

la corriente.

Tabular y dibujar en el plano cartesiano manteniendo If constante.Interprete la caracterstica.

Si se mantiene la corriente constante la velocidad aumenta proporcionalmente respecto al voltaje

aplicado.

Porqu la velocidad del motor evitacin independiente decrece con el aumento de lacarga?

Supongamos que nuestro motor esta trabajado a una velocidad continua S1, entregando un par

modesto de giro . Lo que determina la cantidad de par de giro que debe producir el motor es lacarga mecnica en el eje del motor. Si la carga mecnica es ligera, el motor no necesitara producir

mucho par.

Si la carga mecnica es difcil de impulsar, se necesitar que el motor produzca ms par de giro. El

aumento en el par demandado por la carga hace que disminuya la velocidad del motor. Es la

reaccin mecnica natural, igual que un motor de automvil tiende a desacelerar cuando el

vehculo comienza a subir una pendiente.

La disminucin de velocidad causa una disminucin de la FCEM generada, ya que

Nada cambia en el circuito del campo del motor, IF mantiene un valor estable. En consecuencia, la

intensidad B del campo magntico mantiene un valor estable.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

20 40 60 80 100 120

=()


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La disminucin de EC produce un aumento de IA. Esto se puede ver por inspeccin simple del

esquema de la figura 17. O bien, si se aplica la ley de voltajes de Kirchhoff

El nuevo y mayor valor de la corriente de armadura, es el exactamente suficiente para permitirque el motor produzca el nuevo y mayor par de giro, para satisfacer la demanda de la carga.

Dicho anlisis se resume, en las siguientes graficas, que estn en funcin del tiempo.

Cmo puede variar la velocidad del motor DC?La velocidad de giro del motor esta determinada por dos factores:

1. La fuerza contra electromotriz (FCEM)2. La corriente de excitacin (IF)

Si variamos uno de estos factores, manteniendo el otro factor constante, causar un cambio en la

velocidad del motor.

Si variamos la FCEM manteniendo IF constante, la velocidad del motor variar directamente a la

variacin de la FCEM.


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Por otro lado, si variamos IF manteniendo constante la FCEM, la velocidad del motor variara de

manera inversa a la variacin de IF.

CONCLUSIONES: La velocidad de giro del motor es proporcional a la fuerza contra electromotriz (FCEM) e

inversamente proporcional a la densidad del flujo magntico producida por la corriente de

excitacin del circuito inductor.

La densidad de flujo magntico (B), producida por un electroimn, realmente no esproporcional a su corriente (IF), cuando los valores de IF son grandes, debido a la

saturacin del ncleo magntico.

El valor del torque depende de la carga que se coloque en el eje del motor. Para el arranque del motor, la corriente de excitacin debe ser mayor a cero, ya que si se

arranca un motor con IF=0, el motor se embala.

En el circuito inductor se genera el flujo magntico, el cual se controla con un restato enserie.


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TRABAJO PREPARATORIO

TEMA: Motor de Induccin

OBJETIVOS:

Analizar los sistemas de arranque en mquinas elctricas asincrnicas. Determinar la relacin de corriente entre las configuraciones estrella y tringulo. Determinacin de las caractersticas de la mquinas de induccin rotor de cortocircuito en

carga

EQUIPO:

Fuente de poder TF-123 Voltmetro analgico de 120/220AC Motor Induccin de AC MV 123/DEM-13 Tacmetro generador MV-153/UNIT MD-40 Ampermetro 10-15 Conmutador Y/D Star-Delta Swirch Conmutador Y/D TO-33 Arrancador manual UNIT PR-43 Switch de reversa TO-32 Switch de reversa UNIT XD-116

PREGUNTAS:

Consultar las principales caractersticas del motor asincrnico.

Los motores asncronos son mquinas rotativas de flujo variable y sin colector. El campo inductorest generado por corriente alterna. Generalmente, el inductor est en el estator y el inducido en

el rotor.

Son motores que se caracterizan porque son mecnicamente sencillos de construir, lo cual los

hace muy robustos y sencillos, apenas requieren mantenimiento, son baratos y, en el caso de

motores trifsicos, no necesitan arrancadores (arrancan por s solos al conectarles la red trifsica

de alimentacin) y no se ven sometidos a vibraciones por efecto de la transformacin de energa

elctrica en mecnica, ya que la potencia instantnea absorbida por una carga trifsica es constate

e igual a la potencia activa. Estas son las principales ventajas que hacen que sea ampliamente

utilizado en la industria.

Como inconvenientes, podemos mencionar que son motores que tienen bajos pares de arranque,que presentan una zona inestable de funcionamiento y que el control de velocidad en amplios

rangos es complejo.

Se pueden clasificar atendiendo a varios criterios, as tenemos:

Segn el nmero de devanados en el estator: Monofsicos: tienen un slo devanado en el estator. Se utilizan en aplicaciones tanto

en el hogar como en la industria (bombas, ventiladores, lavadoras, electrodomsticos

en general, pequeas mquinas-herramientas, etc.)

Bifsicos: tienen dos devanados en el estator. Estos devanados estn desfasados/(2P), siendo P el nmero de pares de polos de la mquina, en el espacio. Se suelen

utilizar en aplicaciones de control de posicin.

Trifsicos: tienen tres devanados en el estator. Estos devanados estn desfasados2/(3P), siendo P el nmero de pares de polos de la mquina, en el espacio. Se suelen


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utilizar en aplicaciones industriales: mquinas-herramientas (tornos, fresadoras,

cepilladoras, etc.), gras, bombas, compresores, ventiladores, etc.

Segn el tipo de inducido Rotor devanado: los devanados del rotor son similares a los del estator con el que

est asociado. El nmero de fases del rotor no tiene porqu ser el mismo que el del

estator, lo que s tiene que ser igual es el nmero de polos.

Los devanados del rotor estn conectados a anillos colectores montados sobre el

mismo eje

Rotor en jaula de ardilla: es el ms utilizado. Los conductores del rotor estnigualmente distribuidos por la periferia del rotor. Los extremos de estos

conductores estn cortocircuitados, por tanto no hay posibilidad de conexin del

devanado del rotor con el exterior.


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Consultar las corrientes de arranque en estrella y en tringulo.Consiste en arrancar el motor, que en servicio normal est conectado en tringulo, conectndolo

en estrella y, transcurrido el periodo de aceleracin, conmutarlo a tringulo.

De esta forma el bobinado recibe en el arranque una tensin de veces menor y,consecuentemente, la intensidad que absorber el motor tambin ser menor.

Si se tiene en cuenta que en un sistema trifsico conectado en tringulo la corriente de lnea es veces mayor que la de fase y en el sistema en estrella las intensidades de lnea y fase son iguales,

se llegar a la conclusin de que la corriente absorbida es tambin veces menor arrancando enestrella.

Se comprueba que la reduccin de por la tensin y de por la intensidad, da como resultadouna reduccin de veces el valor de la corriente absorbida.La corriente en arranque se reduce de esta forma a un 30% del valor que tendr en conexin

directa, si bien, al mismo tiempo, el par de arranque referido a la conexin directa disminuye en la

misma proporcin, es decir ser de 0,6 a 0,7 veces el par de rotacin nominal. Para que el

arranque estrella-tringulo cumpla su cometido, es necesario que el motor conectado en estrella

se acelere hasta su velocidad nominal. En caso contrario, si se queda el motor atrancado a una

velocidad baja, puede presentarse, al conmutar, un golpe de corriente que no ser sensiblemente

inferior al causado por conexin directa; es decir, el efecto de la conexin estrella-tringulo habr

sido nulo.


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