Tema: Motor DC, excitación independiente 1. Objeti etivos. Analizar la gráfica obtenida con los datos de la práctica. práctica. •
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Iden Identi tifi fica carr los los elem elemen ento tos s de un moto motorr DC y las las prin princi cipa pale les s cara caract cter erís ísti tica cas s de funcionamiento. Medir algunas características de un motor de corriente continua DC con la configuración de excitación independiente. Marco arco Teóri órico: co:
A! "A#$%! &'(DAM%($A%! D% '( M)$)# D% C)##I%($% C)($I('A !)(* •
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ESTATOR* ESTATOR* %s el +ue crea el campo magntico fi-o, al +ue le llamamos %xcitación. %n los motores pe+ueos se consigue con imanes permanentes. Cada /ez se construyen imanes más potente potentes, s, y como como consec consecuen uencia cia aparece aparecen n en el mercado motores motores de excitación excitación permanente, mayores.
ROTOR* ROTOR* $ambin $ambin llamado armadura. le/a las bobinas cu yo campo crea, -unto al del estator, el par de fuerzas +ue le 0ace girar.
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Inducido de C.C. •
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ESCOBILLAS: (ormalmente son dos tacos de grafito +ue 0acen contacto con las bobinas del rotor. A medida +ue ste gira, la conexión se conmuta entre unas y otras bobinas, y debido a ello se producen c0ispas +ue generan calor . as escobillas se fabrican normalmente de grafito, y su nombre se debe a +ue los primeros motores lle/aban en su lugar unos pa+uetes 0ec0os con alambres de cobre dispuestos de manera +ue al girar el rotor 1barrían1, como pe+ueas escobas, la superficie sobre la +ue tenían +ue 0acer contacto. COLECTOR: os contactos entre escobillas y bobinas del rotor se lle/an a cabo intercalando una corona de cobre partida en sectores. %l colector consta a su /ez de dos partes básicas* o
o
DELGAS* !on los sectores circulares, aislados entre sí, +ue tocan con las escobillas y a su /ez están soldados a los extremos de los conductores +ue conforman las bobinas del rotor. MICAS: !on láminas delgadas del mismo material, intercaladas entre las delgas de manera +ue el con-unto forma una masa compacta y mecánicamente robusta.
Conexiones esquemáticas del arranque del motor DC M)$)# !2'($ ) M)$)# "A#A%)* %s un motor de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en deri/ación con el circuito formado por los bobinados inducidos e inductor auxiliar. Al igual +ue en las dinamos s0unt, las bobinas principales están constituidas por muc0as espiras y con 0ilo de poca sección, por lo +ue la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande.
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M)$)# C)M")'(D %s un motor de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes3 uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en deri/ación con el circuito formado por los bobinados inducido, inductor serie e inductor auxiliar. os motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo s0unt. %ste campo serie, el cual consiste de pocas /ueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lle/a la corriente de armadura. %l flu-o del campo serie /aria directamente a medida +ue la corriente de armadura /aría, y es directamente proporcional a la carga. %l campo serie se conecta de manera tal +ue su flu-o se aade al flu-o del campo principal s0unt. os motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulati/o. %sto pro/ee una característica de /elocidad +ue no es tan 1dura1 o plana como la del motor s0unt, ni tan 1sua/e1 como la de un motor serie. 'n motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo3 la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima /elocidad segura del motor sin carga. os motores de corriente continua compound son algunas /eces utilizados donde se re+uiera una respuesta estable de par constante para un rango de /elocidades amplio.
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M)$)# !%#I%* %s un tipo de motor elctrico de corriente continua en el cual el de/anado de campo 4campo magntico principal5 se conecta en serie con la armadura. %ste de/anado está 0ec0o con un alambre grueso por+ue tendrá +ue soportar la corriente total de la armadura. Debido a esto se produce un flu-o magntico proporcional a la corriente de armadura 4carga del motor5. Cuando el motor tiene muc0a carga, el campo de serie produce un campo magntico muc0o mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsión muc0o mayor. !in embargo, la /elocidad de giro /aría dependiendo del tipo de carga +ue se tenga 4sin carga o con carga completa5. %stos motores desarrollan un par de arran+ue muy ele/ado y pueden acelerar cargas pesadas rápidamente.
3. Materiales y Equipos. •
&uente de poder $&6789
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&uente de poder "!678
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:oltímetro analógico 78; DC
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Motor DC M: 78;
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Motor DC D%M6<9
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#eóstato #2677
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#eóstato !0unt #egulador <<;
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$acómetro %lectrónico M:7;;
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$acómetro 'nit MD6<;
4. Procedimieto : 7. "oner la fuente de tensión fi-a DC, en el circuito inductor con el reóstato encrementar la corriente de campo aproximadamente a 7A. 8. %nergiza la fuente DC /ariable, incrementa la /elocidad aumentando /olta-e en pasos de 7;: 0asta 77;, tomar datos :7, #"M e I&. 9. &i-ar el I& en la máxima corriente, mínima /elocidad, aumentar la /elocidad en pasos de =; #"M 4. #ealizar las conexiones seg>n el circuito especificado en la figura:
4
!. "#lisis de $esultados:
Voltaje [v] 10 20 30 40 50 0 !0 "0 #0 100 110 120 Velocidad [rpm] 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 100 150 1!00 1!50 1"00
Velocidad [rpm] 100 250 400 500 650 800 900 1050 1150 1300 1450 1550 Corriente [$] 1020 920 780 680 610 540 500 470 450 420 390 370 350 340 320 5
1"50 1#00 1#50 2000
310 300 280 270
%. &uestioario •
Indique cuales son las características nominales del motor DC.
D%& 43 .'(%*C+$ V'/($% D% $)&$D)$ V'/($% D% C$&.' C'))+%*(% D% C$&.' C'))+%*(% D% $)&$D)$ ,.%%D).& •
&'(') %* D%)+V$C+'*
&'(') %* ,%)+%
-%*%)$D') %* D%)+V$C+'*
1.0 KW
1.0 KW
1.0 KW
110V
110V
110V
110V
4
4
4
4
1200
1800
1800
Realiar los !r"#icos de la $elocidad $s la tensi%n a&licada en el circuito inducido ' la $elocidad $s la corriente de cam&o en el circuito inductor.
Velocidad vs Tensión 2000 1500 1000 500 0
0
20
40
60
80
100
120
6
Velocidad vs Corriente 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1000
•
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
()u* sucede cuando el motor DC se queda sin e+citaci%n de cam&o,
i el !otor se "#eda sin e$citación esta!os %rovocando #n &#'o 0 ( %or tanto la corriente de ar!ad#ra tender)a al in*nito+ lo "#e da,ar)a la !-"#ina. l !otor se va en /anda.
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E+&lique detalladamente la #unci%n &rinci&al del cam&o ma!n*tico en el circuito inductor del motor DC.
s c#ando el siste!a ind#ctor %rod#ce el ca!%o !antico necesario %ara crear las corrientes ind#cidas. ste ca!%o !antico %#ede ser %rod#cido %or i!anes %er!anentes o %or electroi!anes. eneral!ente+ el ca!%o !antico ind#ctor est- %rod#cido %or electroi!anes !ontados so/re la carcasa de la !-"#ina estos se lla!an %olos ind#ctores ( est-n constit#idos %or #n ncleo !antico de ierro o de acero ( #n arrolla!iento cond#ctor "#e lo rodea arrolla!iento de e$citación ó devanados de ca!%o. as /o/inas "#e constit#(en los arrolla!ientos de e$citación de los dierentes %olos+ est-n conectadas entre s) de !anera "#e or!en+ alternativa!ente+ #n %olo orte ( #n %olo #r.
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)ealiar el análisis de los rá6cos anteriores7 n el r-*co de Velocidad vs la tensión a%licada la velocidad es directa!ente %ro%orcional a la tensión a%licada+ ade!-s se ve "#e se
7
o/t#vo #na #nción lineal+ esto se de/e a "#e son directa!ente %ro%orcionales en las ór!#las
W =
K ( V 1 ) + β
W =
K 1 ( V 1) ∅
n el r-*co de velocidad vs la corriente de ca!%o !ientras va a#!entando la corriente la velocidad dis!in#(e+ entonces son inversa!ente %ro%orcionales+ la r-*ca tiende a ser #n #nción e$%onencial+ esto es de/ido a "#e en la or!#la
W =
K 2 ( V 1 ) IF
son
inversa!ente %ro%orcionales. '. &oclusioes •
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• • •
a velocidad !edida en el tacó!etro de%ende directa!ente del volta'e a%licado en los ter!inales del rotor. n el !o!ento en "#e se /a'a el reóstato a la i!%edancia !)ni!a se lora #na !-$i!a corriente de e$citación. i el !otor "#eda sin e$citación esto ca#sa "#e la !a"#ina se da,e. i el volta'e a#!enta constante!ente+ la velocidad ta!/in lo ace. i se a#!enta la corriente de e$citación+ la velocidad dis!in#(e e$%onencial!ente. .
(.
)iblio*ra+,a.
Teor)a ( an-lisis de las !-"#inas elctricas+ ;. . -"#inas elctricas ( transor!adores+ ?rvin . Koso@+ AB. . >-"#inas elctricas+ stian Ca%!an >-"#inas elctricas+ >. A. KostenDo+ > Eiotro#sDi
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