MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA COMO MOTOR EN DERIVACIÓN

MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA COMO MOTOR EN DERIVACIÓN Brito Egas Wilson Francisco Laboratorio de Conversión Electromecánica de Energía, Departamento de Energía Eléctrica, Escuela Politécnica Nacional. Quito, Ecuador

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Resumen— Un motor de corriente continua, es una máquina eléctrica que convierte la energía eléctrica en mecánica generando la rotación de un eje, como su nombre lo indica, este tipo de máquinas usan corriente continua, es decir que la polaridad no varía con el tiempo. Este tipo de máquinas generalmente constan de dos partes: el estator que contiene los devanados principales de la máquina y es la parte estática del motor, el rotor constituye la parte móvil del motor y consta de otro devanado y de unas escobillas a las cuales se les conoce también como carbones. Uno de los principales inconvenientes de estos motores es su mantenimiento, pues resulta ser muy costoso y difícil debido al desgaste que sufren las escobillas durante el uso del motor. Existen diversas aplicaciones para estos motores, como el de motor a pasos y una variedad de motores sin escobillas usados en la modelación de sistemas aéreos.

𝐼=𝑅

En donde para calcular la corriente de arranque sin la resistencia agregada, ri sería el valor de la resistencia de los devanados. Dicha corriente, sin la presencia de una corriente limitadora es mucho mayor a la corriente medida en la práctica y a la corriente nominal. C. ¿Cómo afecta la polaridad del campo magnético y del voltaje aplicado a la armadura en el giro del rotor? Explique Gráficamente. El principio de funcionamiento de un motor de corriente continua es que cualquiera que sea la corriente que lleva un conductor, si esta se ubica en un campo magnético, experimenta una fuerza mecánica. La dirección de la fuerza

Index Terms— Derivation, Motor, Shunt.

I. INFORME A. Tabulación de datos obtenidos en la Práctica. TABLA I ARRANQUE CON RESISTENCIA LIMITADORA

Pasos 0 1 Velocidad [rpm] 1364 1484 I campo [A] 1,14 0,78

2 1607 0,6

3 1802 0,42

TABLA II FRENADO POR DISMINUCIÓN DE VOLTAJE

Velocidad [rpm] Voltaje [V]

(1)

𝑖

1802 1720 1657 1590 1775 116,4 109 101 94,7 111,3

B. Calcular la Corriente de arranque sin la resistencia externa colocada en el circuito de la armadura. Comparar y Analizar entre la corriente medida en la práctica y la nominal de la máquina. La corriente de arranque se calcula según la fórmula:

Fig. 1. Funcionamiento de un motor DC

mesta dada por la ley de la mano izquierda de Fleming y su magnitud está dada por

Método Regenerativo Ventajas:

𝐹 = 𝐵𝐼𝐿

(2)

Donde B es la intensidad de flujo magnético, I la intensidad de corriente y L la longitud del conductor en el campo. Se puede apreciar en la figura que debido a la ley de Fleming el flujo de corriente producido por la aplicación de un voltaje en el conductor provoca que la fuerza sea perpendicular al campo generando movimiento. [1]

D. Analizar y comparar los métodos usados para el frenado de la máquina de corriente continua. Resalte sus Ventajas, Desventajas, Diferencias y similitudes Método Dinámico.

 

Buena velocidad de frenado. Se puede aprovechar la energía de frenado.

Desventajas:



Eventualmente el motor se deteriora mecánica y eléctricamente. [5]

E. Graficar la Velocidad en función de la intensidad de campo y del voltaje terminal. Comentar sobre las características técnicas de cada uno de los métodos de control de velocidad.

Ventajas:

 

Fácil de implementar. Permite regular la intensidad de frenado.

Desventajas:



No es capaz de mantener frenada una carga mecánica. [2] [3]

Método de Contracorriente. Ventajas:

 

Mayor torque de frenado. Menor tiempo de frenado. Fig. 2. Velocidad vs i de Campo

Desventajas:

  

No es eficiente. Podría romper el eje. Si se mantiene activo después del frenado total, el motor volverá a girar, pero en sentido contrario. [4]

H. Consultar otros métodos para el frenado de motores de corriente continua. Otro método de frenado de motores de corriente continua es aplicando un freno mecánico, dicho frenado consiste en conectar unas zapatas al motor para que se pueda aplicar el freno mecánico. Este método suele ser ineficiente pues requiere de un mantenimiento constante y la energía de frenado es desaprovechada.

Fig. 3. Velocidad vs Voltaje

Ya que el torque del motor es directamente proporcional a la tensión aplicada al mismo, al disminuir la tensión se disminuye el torque, lo cual no es práctico para el control de velocidad entonces este método no es muy eficiente.

Fig. 4. Motor con disco giratorio sin sistema de frenado mecánico [6]

Al variar loa intensidad que pasa por el campo, se logra disminuir la velocidad debido a que se logra disminuir o aumentar la cantidad de corriente que pasa por el motor, este método es más eficiente porque el motor no pierde torque. F. Explicar por qué se cambia la polaridad del devanado de armadura para invertir el sentido de giro. Ya que estos motores no son de imán permanente, el campo que atraviesa el devanado e armadura depende de la polaridad con la que se conecte a la fuente de corriente continua, entonces aplicando la ley Fleming de la mano izquierda se puede determinar la dirección de la fuerza y por ende la del movimiento. Ya que el cambio de giro podría hacerse o bien cambiando la polaridad del campo o la polaridad del devanado de armadura, resulta que es más practico cambiar la polaridad del devanado de armadura, pues el devanado de campo usualmente está compuesto de materiales ferromagnéticos que no se des polarizarían rápidamente provocando un consumo de corriente más alto del que se necesitaría con el cambio de polaridad del devanado, además en ciertos motores, la polaridad del campo es irreversible como es en el caso de motores con imanes permanentes. G. Explicar la influencia de los controles de velocidad en las variables de salida de la máquina. Al variar la velocidad de un motor de corriente continua variables de salida como el torque se ven afectadas, como es en el caso de regulación de velocidad por voltaje, al disminuir el voltaje disminuye el troque que puede soportar el motor, al igual que al variar la velocidad de otras formas, la corriente que soporta el rotor del motor disminuye o aumenta.

II. CONCLUSIONES









Los grupos de conexiones de transformadores trifásicos nos indican como están conectados los bobinados de los transformadores que estamos usando y a su vez indica el desfase que se presenta en la transformación. El rendimiento de un trasformador trifásico de un solo cuerpo es superior al de un transformador trifásico echo con un banco de transformadores pues las perdidas serían menores. Un banco de trasformación puede resultar conveniente al momento de necesitar realizar un mantenimiento en el transformador, pues si se usa para la distribución de energía, no se puede dejar sin energía para realizar dicho mantenimiento. La forma en como esté conectado el transformador trifásico ya sea delta o estrella tiene sus ventajas y desventajas, por ello para el diseño de un trasformador es necesario tomar en cuenta que tipo de carga usaremos.

III. RECOMENDACIONES

  

Verificar que los equipos de medición estén correctamente calibrados Asegurarse de no sobrepasar los valores nominales de las bobinas. En el momento de realizar las conexiones, verificar que no se cortocircuiten terminales. IV. REFERENCIAS

[1] K. Daware, «How A DC Motor Works?,» Electrical Easy, Enero 2014. [En línea]. Available: http://www.electricaleasy.com/2014/01/basic-working-ofdc-motor.html. [Último acceso: 17 Enero 2017]. [2] J. R. D. P. Mark Brown, «DC Motors,» de Practical Troubleshooting of Electrical Equipment and Control Circuits, 2004, pp. 99-100. [3] «Industrial Motor Control: Braking,» [En línea]. Available: http://www.industrial-electronics.com/ind-mtrcntrl_043.html. [Último acceso: 31 Enero 2017]. [4] V. By U.A.Bakshi, «Electric Braking,» de Electrical Circuits and Machines, p. 230. [5] «What is Braking? Types of Braking | Regenerative Plugging Dynamic Braking,» Elecrical4u, [En línea]. Available: http://www.electrical4u.com/what-is-brakingtypes-of-braking-regenerative-plugging-dynamicbraking/. [Último acceso: 31 Enero 2017]. [6] Y. Pappu, «SlideShare steady state analysis of dc motor,» 15 Marzo 2014. [En línea]. Available: http://www.slideshare.net/yogeshpaapu/yogi-readyreport. [Último acceso: 31 Enero 2017].

V. ANEXO