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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%A9ctrica7/28/2019 informe motor dc.docx
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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.htm7/28/2019 informe motor dc.docx
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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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