Practica Motores Dc

Laboratorio de Tecnología Eléctrica Práctica 09: Máquinas de Corriente Continua: Motor 

 Práctica 09

 MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA: MOTOR A. Objetivos 1) Establecer contacto preliminar con una máquina dc para observar sus aspectos constructivos estableciendo diferencias con las otras máquinas antes estudiadas. 2) Conocer las características de placa de las máquinas en estudio. 3) Verificar el aislamiento que debe presentar la máquina. 4) Determinar la resistencia de los distintos devanados de la máquina. 5) Conocer el principio de funcionamiento de la máquina dc como generador y como motor. 6) Determinar la curva de regulación de velocidad para un motor shunt ( η vs  I exc) para un voltaje de alimentación constante. 7) Conocer las distintas formas de conexión de un motor dc: serie, shunt, compuesto acumulativo, compuesto diferencial. 8) Para un motor compuesto acumulativo, realizar un ensayo bajo carga con voltaje y corriente de excitación constantes. Obtener  I a vs η.

B. Pre-Laboratorio 1) 2) 3) 4) 5)

Explique en qué consiste un motor de corriente continua. Dibuje y explique el circuito equivalente del motor de corriente continua. Explique el Flujograma de Potencia para un motor de corriente continua. Que indica una curva par-velocidad para un motor de corriente continua. Describa brevemente con sus circuitos los diferentes tipos de motores de corriente continua. De excitación separada. De excitación en derivación o SHUNT. (explique su característica par-velocidad) De Imán permanente. Serie. (explique su característica par-velocidad) Compuesto. (explique todas sus configuraciones y sus características par-velocidad) 6) Investigue como se puede realizar el control de velocidad de un motor de corriente continua en derivación o shunt. 7) Investigue los inconvenientes que puede acarrear el uso de un motor shunt. Explíquese. 8) Consulte ¿por qué los otros métodos de regulación de velocidad especificados no son tan ampliamente utilizados? 9) Investigue algún método de regulación de velocidad utilizando dispositivos electrónicos. 10) Diga cuál es la principal característica de un motor serie dc y la limitación que presenta. 11) Averigüe la función que desempeña el colector o conmutador de una máquina dc. 12) Cómo se determina el torque inducido en un motor de corriente continua.     

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C. Desarrollo 1) Conociendo La Máquina de corriente continua Con la máquina que tiene a disposición, reconozca las principales partes constructivas de la misma, tome todos los datos que se muestran en su placa, analice la bornera o caja de terminales, sus parámetros nominales, los tipos de conexión, la nomenclatura utilizada, etc. Establezca semejanzas y diferencias con las demás máquina del laboratorio.

2) Verificación del aislamiento Mediante el uso de un megger o megómetro verifique el aislamiento que debe presentar la máquina DC entre las partes señaladas en la tabla # 1.

3) Determinación de la resistencia Efectiva de los devanados Mediante el uso de un multímetro digital realice mediciones en los devanados que le permitan completar la tabla # 2.

4) Regulación de velocidad en motores dc Desde un punto de vista práctico los motores de corriente continua presentan una gran ventaja sobre los motores de corriente alterna, debido a su posibilidad de regulación de velocidad de acuerdo con la siguiente ecuación:

La ecuación indica la posibilidad de regular la velocidad de un motor de corriente continua, a base de controlar las siguientes variables. a) El flujo por polo φ producido por la corriente de excitación. Al disminuir el flujo aumenta la velocidad de rotación, de ahí el peligro de poner en marcha el motor sin conectar la excitación ya que dará lugar a un embalamiento del motor, limitado únicamente por el magnetismo remanente de los polos. b) La tensión de alimentación V, aplicada al motor. Al disminuir/aumentar la misma se reduce/aumenta la velocidad tal como se indica en la anterior ecuación. c) La resistencia del circuito del inducido, lo que se consigue conectando en serie con este devanado una resistencia o reóstato variable. Al aumentar/disminuir la resistencia del inducido, la velocidad disminuye/aumenta según se muestra en la ecuación.

Determinación de la curva de regulación de velocidad para un motor dc shunt. El motor shunt dc es por excelencia el motor de mayor facilidad en regular la velocidad, monte el circuito mostrado en la figura # 1 y proceda a cambiar la corriente de excitación por el devanado shunt mediante el uso de un reóstato, lo que implica cambiar el flujo magnético de los polos. Con el objeto de mantener el par constante debe ajustar el freno hasta que el motor alcance 3/4 de la plena 2

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carga (0,75 In). Fije la velocidad en vacío a la velocidad nominal (1800 rpm.) Una vez arrancado el motor dc fije la tensión nominal o un valor próximo a ésta, mantenga este valor para todo el ensayo.

Nota: Debe arrancar el motor a tensión reducida o mediante el uso de un arrancador, teniendo sumo cuidado de que el reóstato de excitación para el momento del arranque presente mínima resistencia lo que garantiza un suficiente valor de  Iexc o flujo φ, evitando un embalamiento del motor. Proceda a llenar la tabla de datos # 3. IL(A) Motor dc

 Arrancador  L

 Amperímetro DC I A(A) Motor dc

M Exc

Máquina de Frenado

Devanado Shunt  Amperímetro DC

Voltímetro DC

 Acople Mecánico Motor  DC

1800 rpm

Devanado de  Armadura Fuente DC

Iexc(mA) Motor dc Reóstato De Excitación

 Amperímetro DC Fuente DC

Iexc(mA) Generador 

Figura # 1. Regulación de velocidad en un motor shunt dc con par constante.

5) Realización de un ensayo bajo carga de un motor compuesto acumulativo La finalidad del presente ensayo consiste en determinar para distintos valores de carga mecánica como cambia la velocidad del motor si este se conecta como compuesto acumulativo con derivación larga, manteniendo constante la tensión de entrada o alimentación. Monte el circuito de la figura # 2. La conexión acumulativa o diferencial, requiere probarse, puesto que los devanados poseen una determinada polaridad (igual que los transformadores). Como se especificó anteriormente la velocidad del motor viene dada por la variación del flujo de excitación y en este caso se aportan flujos por parte de los devanados shunt y serie simultáneamente. Si los flujos se suman la conexión es acumulativa y tendremos un mayor flujo por polo, por lo que la velocidad resultante será menor que si el flujo se resta, en cuyo caso la conexión resulta diferencial y la velocidad será mayor. Una prueba sencilla consiste en arrancar el motor para una conexión cualquiera a tensión reducida (50 V aprox), se procede a medir la velocidad, posteriormente se desconecta la tensión, se invierte la conexión de uno de los dos devanados y se enciende nuevamente a la misma tensión de prueba, para obtener un nuevo valor de velocidad. Aquella conexión donde resulte la menor velocidad es una máquina compuesta acumulativa. Llene la tabla # 4. 3

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IL(A) Motor dc

 Arrancador  L

Devanado Serie

 Amperímetro DC I A(A) Motor dc

M Exc

Máquina de Frenado

Devanado Shunt

Voltímetro DC

 Amperímetro DC

 Acople Mecánico Motor  DC

1800 rpm

Devanado de  Armadura Fuente DC

Iexc(mA) Motor dc Reóstato De Excitación

 Amperímetro DC Fuente DC

Iexc(mA) Generador 

Figura # 2. Ensayo bajo carga en un motor compuesto acumulativo, par variable.

Manteniendo constante la tensión de alimentación, así como la excitación por el devanado shunt del motor (fije un valor de  Iexc que permita alcanzar la velocidad nominal en vacío) proceda a variar el par aplicado, actuando sobre la excitación de la máquina de frenado, realice un barrido fijando la corriente de carga y midiendo las correspondientes rpm. Proceda a llenar la tabla # 5.

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D. Hoja De Trabajo: Máquinas de Corriente Continua Fecha: _______________

Integrantes: _____________________________________

Grupo: ______________

_____________________________________

Sección: _____________

_____________________________________

1. Indicar las características de placa de las maquinas estudiadas.

Tabla # 1. Verificación del aislamiento en una máquina DC

Puntos de Prueba Medida en MΩ

Dev. Serie y Carcasa

Dev. Shunt y Carcasa

Dev. Serie y Shunt

Dev. Serie y Armadura

Dev. Armadura y Carcasa

otro

Tabla # 2. Medición de la resistencia de los devanados de una máquina dc.

Puntos de Medida

Devanado serie

Devanado Shunt

Devanado de armadura

Dev. de Compensación

Rmedida Ω

NOTA: Considere la resistencia que presentan los cables o puntas de prueba del aparato.

Regulación de velocidad en motores dc Tabla # 3. Regulación de velocidad en un motor shunt con par constante ( Ia = constante)

Ia(A)=

Vdc(V)=

η(rpm) Iexc(mA)

Determinación de la curva de regulación de velocidad para un motor dc shunt. 1. Grafique la velocidad en función de la corriente de excitación para el motor ensayado, analice y comente los resultados obtenidos.

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Realización de un ensayo bajo carga de un motor compuesto acumulativo Tabla # 4. Prueba para la conexión acumulativa o diferencial de un motor dc.

Velocidad en r.p.m.

Tipo de conexión

Primera conexión Segunda conexión Tabla # 5. Variación de la velocidad en función de la carga (par)

V=

Iexc =

IL(A) Ia(A) η(rpm) T(Nw-m)

2. Grafique la velocidad en función del torque inducido (característica par-velocidad). Consulte las curvas investigadas en los textos, compare y comente.

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