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Alumnos:
Fajardo Ahumada, Alan
Lpez Benites, Alejandro
Quesqun Lpez, Margoriet
Salinas Veliz, Luis
Docentes:
Roldan Lpez, Jos
Limay Arenas, Nolberto
Curso:
Electrotecnia Laboratorio
Proyecto:
Motor Elctrico de Corriente Alterna
Trujillo Per
22/06/2015
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Introduccin
En el siguiente informe explicaremos paso a paso la construccin
bsica de
un motor de corriente alterna (Tipo Jaula de Ardilla), adems de
los
principios como:
Campo Electromagntico
Corriente Alterna
Principio de Induccin Elctrica
Transformacin de energa elctrica en energa mecnica
Tambien se explicara brevemente que es un motor Tipo Jaula de
ardilla
y donde se utilizan estos, en la Industria.
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CAMPO ELECTROMAGNTICO
Campo Electromagntico o radiacin electromagntica es una
combinacin de ondas
que se propagan a travs del espacio transportando diminutos
paquetes de energa
(fotones) de un lugar a otro.
Por tanto, se trata de ondas con un campo elctrico y un campo
magntico que
provocan determinados efectos elctricos y magnticos de atraccin
y repulsin en
un espacio.
Estos paquetes de energa son emitidos por fuentes naturales y
artificiales.
Veamos ahora las principales caractersticas de los dos tipos de
campo que generan
la radiacin electromagntica.
Los campos elctricos se producen por cargas elctricas que
crean un voltaje o tensin, de manera que su magnitud crece
cuando el voltaje aumenta. Podemos estar hablando de una
simple lmpara apagada conectada a la corriente. Las
unidades del campo elctrico son voltios por metro.
Los campos magnticos son el resultado del flujo de
corriente a travs de los conductores o los dispositivos
elctricos y es directamente proporcional a esa corriente;
a ms corriente ms campo magntico. Las unidades del
campo magntico son Gauss (G) o Tesla (T).
Un dispositivo elctrico que se enchufa, es decir que se conecta
a una fuente de
electricidad tiene un campo elctrico aun cuando el aparato este
apagado. Para
producir un campo magntico, el aparato debe estar enchufado y
encendido de forma
que fluya por l una corriente elctrica.
Los campos elctricos se ven apantallados o debilitados por los
materiales que
conducen la electricidad, aun cuando esos materiales conduzcan
muy pobremente la
electricidad, como por ejemplo los rboles, los edificios, y la
piel humana.
Los campos magnticos, sin embargo, atraviesan la mayora de los
materiales y es por
consiguiente ms difcil apantallarlo. Ambos, los campos elctrico
y magntico
disminuyen rpidamente cuando la distancia a la fuente
aumenta.
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CORRIENTE ALTERNA
La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad
cambia de direccin peridicamente en un conductor. Como consecuencia
del cambio peridico de polaridad de la tensin aplicada en los
extremos de dicho conductor.
La caracterstica principal de una corriente alterna es que
durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro
positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se
invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa
corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de
polaridad, la corriente siempre fluir del polo negativo al
positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran
corriente directa.
La forma de oscilacin de la corriente alterna ms comnmente
utilizada es la oscilacin senoidal con la que se consigue una
transmisin ms eficiente de la energa, a tal punto que al hablar de
corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente
alterna senoidal.
PRINCIPIO DE INDUCCIN ELCTRICA
Entre los polos de un imn se genera un campo magntico
produciendo unas lneas de fuerzas que parten desde el polo norte y
se dirigen hacia el polo sur.
Si se logra poner los polos enfrentados y mover un conductor
cortando las lneas de fuerza, se producir una diferencia de
potencial entre los extremos de este. Si dejamos fijo el conductor
o lo movemos paralelamente a las lneas de fuerza la diferencia de
potencial desaparece. Si se conectan dichos extremos a un circuito,
se producir una circulacin de corriente elctrica a travs del mismo.
La circulacin de corriente cambia su sentido de acuerdo a la
direccin de desplazamiento del conductor dentro del campo
magntico.
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TRANSFORMACIN DE ENERGA ELCTRICA A MECNICA
Un motor elctrico es una mquina elctrica que transforma energa
elctrica en energa mecnica por medio de interacciones
electromagnticas. Algunos de los motores elctricos son reversibles,
pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando
como generadores. Los motores elctricos de traccin usados en
locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con
frenos regenerativos.
Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se
basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece
que si un conductor por el que circula una corriente elctrica se
encuentra dentro de la accin de un campo magntico, ste tiende a
desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo
magntico.
El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la
corriente elctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta
manera propiedades magnticas, que provocan, debido a la interaccin
con los polos ubicados en el esttor, el movimiento circular que se
observa en el rotor del motor.
JAULA DE ARDILLA
Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada
comnmente en un motor de induccin de corriente alterna. Un motor
elctrico con un rotor de jaula de ardilla tambin se llama "motor de
jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en
un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de
aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos
extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos,
las barras y la rueda de un hmster (ruedas probablemente similares
existen para las ardillas domsticas).
La base del rotor se construye con lminas de hierro
apiladas.
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ELABORACIN DEL EXPERIMENTO (*Las Imgenes amarillas son
referenciales LOS DATOS SON REALES)
MATERIALES:
2 Capacitores De 1000 f a 35 V. Cada Uno Aceite Alambre De Cobre
Esmaltado Base De Madera Cable Mellizo Canaleta Gruesa Cintillos De
Amarre Enchufe Interruptor Lata De Metal (Tarro De Leche) Sorbete
De Plstico Rigido Transformador De 220 VAC. a 12 VAC.
Este motor es un modelo experimental que funciona por la
interaccin de un campo magntico rotante y las corrientes inducidas
por ste en un cuerpo conductor, en forma similar que ciertos
modelos de tipo industrial.
Base
Es un rectngulo de madera de 49 x 18cm A 8 cm de uno de sus
extremos debe practicarse
un orificio pasante de 1 cm de dimetro, donde se alojar el apoyo
del rotor
En la misma figura est indicado el circuito elctrico del
sistema, y la posicin de las restantes piezas
1. Base 2. Bobinas 3. Rotor 4. Capacitores 5. Armadura 6. Fuente
12 VAC 3AMPERIOS
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Rotor
El cuerpo del rotor es un cilindro de hojalata de 10 cm de
altura y 8 cm de dimetro
El eje que va soldado al cuerpo es un rayo de bicicleta de 2 mm
de dimetro y de 18 cm de longitud, con su extremo inferior.
La construccin del rotor debe ser cuidadosa, para que su masa
quede bien balanceada
No es necesario que el rotor tenga forma de tarro. Tambin se lo
puede construir con forma de jaula de ardilla utilizando tres
recortes de hojalata de aproximadamente 8mm de ancho (esta
disposicin es la que se muestra en la fotografa de ms arriba)
Bobinas
Se harn con alambre de cobre esmaltado de
0,50mm
Para una prolija terminacin es conveniente
usar como montajes trozos rectangulares de
madera de 9.5 x 13.5cm para la bobina B1, y
de 8.5 cm x 12cm para la bobina B2,
envolviendo el alambre sobre los bordes
B2 tiene 140 espiras, y B1 190 espiras
Se acomodan en cruz, con el rotor colocado
dentro de ellas, y se las sujeta con ataduras
firmes
Es conveniente evitar el contacto entre ellas usando cinta
Apoyo del Rotor
Es un trozo cilndrico de hierro
En su cara superior debe practicarse, con broca de 3mm, una
perforacin de 5mm de profundidad, donde se inserta el
extremo
inferior del eje del rotor.
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Armadura
Con una tira de canaleta gruesa se confecciona un arco que
mantendr el rotor en posicin vertical
En el centro de su tramo superior lleva una perforacin de
3mmm de dimetro
Juego de Capacitores
Este conjunto, constituido por dos capacitores de 1000 F a 35V
de aislacin
tiene por objeto producir el desfasaje entre las corrientes, y
va en serie con la
bobina B2
Ambos capacitores estn en anti serie: deben soldarse entre s las
dos salidas con signo
positivo, como se muestra en el diagrama de la base
Armado
Introduzca el apoyo del rotor en el orificio de
la base: sobresaldr de ella unos 15mm. Si no
queda firme en esa posicin, asegrelo con
cemento
Acomode el sistema de bobinas sobre la base,
de modo que el apoyo se inserte en los ojales
inferiores, y el extremo del eje en su
alojamiento
Si es necesario, asegure las bobinas a la base mediante
grampas
Coloque la armadura en posicin, y fjela a los
costados de la base.
Verifique que el eje ha quedado vertical
Haga girar el rotor, y compruebe que no hay rozamiento con las
bobinas
Remueva el esmalte de los terminales de las bobinas, y sue1de
con estao las
distintas piezas
Asegure los capacitores a la base con algn pegamento.
Lubrique ambos apoyos del eje mediante aceite mineral
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Funcionamiento
Conecte el motor a una fuente de corriente alternada de 12 VAC:
el rotar
comenzar a girar, ponindose rpidamente a rgimen.
Si no ocurre as, o si la velocidad de rotacin est muy por debajo
del lmite
terico (50 revoluciones por segundo) desconecte la fuente y
verifique si:
o el circuito ha sido armado correctamente
o hay soldaduras defectuosas
o se producen rozamientos
o hay algn cortocircuito en el sistema
Recuerde que B1 e B2 tienen circuitos independientes, y que de
ello depende la
existencia del campo rotante
No olvide que el eje debe estar siempre lubricado
Debe evitarse el calentamiento excesivo de las bobinas,
manteniendo el motor
en funcionamiento por perodos breves (uno o dos minutos)
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PREGUNTAS SOBRE EL EXPERIMENTO
1. Por qu las bobinas no tienen la misma cantidad de
vueltas?
No tiene el mismo nmero de vueltas bsicamente por el diseo, ya
que influye en varios aspectos como voltaje amperaje de salida del
motor como tambien acta en el desfase
2. Por qu las bobinas estan en ngulo de 90?
Las bobinas estan 90 grados para que el efecto del campo
magntico haga la rotacin del eje del motor
3. Por qu los capacitores estan conectados en serie con los
mismos polos?
Debido a que los capacitores tienen polaridad, uniendo los
positivos para que trabajen sin polaridad.
4. Qu sucede si aumentamos el amperaje de la fuente?
Al aumentar la corriente de la fuente se aumenta la fuerza del
motor mas no la velocidad al darle las corriente al motor le das ms
torque, si le queremosx dar ms velocidad al motor se le sube el
voltaje
5. Qu sucede si reducimos los capacitores con menos voltaje y
menos F?
El voltaje es para que soporte la tensin y los F influenciaran
en fuerza y velocidad
6. Cul es el motivo por el cual gira la lata?
Debido a que la lata se encuentra sometida a campo magntico con
posicin cambiante por desfase de bobinas y el uso de condensador
que realiza el cambio de tiro de en los campos magnticos
7. Para qu sirve cada bobina?
La bobina de ms vueltas es para trabajo y la de menos vueltas es
para el sentido de giro.
BIBLIOGRAFA
Baumeister, Theodore; Avallone, Eugene A; Baumeister III,
Theodore (1984). "Marks Manual del Ingeniero Mecnico tomo III"
Mac-Graw-Hill de Mxico, S.A. de C.V.
RIEGER: Potencia y trabajo de la corriente alterna. Barcelona.
Marcombo Siemens.
1989.
HAMMOND, S. S.: "Ingeniera Elctrica".New York Ed. Mc Graw
Hill.1967 - FOUILLE: "Electrotcnica para Ingenieros".Madrid. Ed.
Aguilar, 1967
