ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

22
ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 1 LABORATORIO N° 03 ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA 1. OBJETIVO Revisar, estudiar y aplicar la teoría para reconocer y ubicar a los diferentes componentes de las máquinas de corriente continua, tomando la lectura de las resistencias internas de cada uno de ellos y realizar el ensamble observando las normas de seguridad. 2. FUNDAMENTO TEORICO Motores de Corriente Continua 1.- Concepto y principal clasificación de las máquinas eléctricas Una máquina eléctrica es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en otra energía, o bien, en energía eléctrica pero con una presentación distinta, pasando esta energía por una etapa de almacenamiento en un campo magnético. Tipos de máquinas eléctricas Generador: Transforma cualquier clase de energía, normalmente mecánica, en eléctrica. Como por ejemplo las dinamos (c.c) y los alternadores (c.a.) Transformador: Modifica alguna de las características de la energía eléctrica (normalmente, tensión, intensidad de corriente o potencia) Receptor: Convierte la energía eléctrica que reciben en cualquier otro tipo de energía. Ejemplo: motores. 2.- Conceptos y principios generales de las máquinas eléctricas A. Campo, inducción y flujo magnético El físico Oersted demostró que si hacemos pasar una corriente eléctrica por un conductor y ponemos el conductor cerca de un imán (realmente fue una brújula), éste último resulta ser desviado. Esto demuestra que el paso de corriente a través de un conductor crea un campo magnético. El campo magnético se representa por líneas de fuerza. Las líneas de campo magnético permiten estimar en forma aproximada el

description

maquinas cc

Transcript of ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 1

    LABORATORIO N 03 ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE

    CORRIENTE CONTINUA

    1. OBJETIVO

    Revisar, estudiar y aplicar la teora para reconocer y ubicar a los diferentes componentes de las mquinas de corriente continua, tomando la lectura de las resistencias internas de cada uno de ellos y realizar el ensamble observando las normas de seguridad.

    2. FUNDAMENTO TEORICO

    Motores de Corriente Continua

    1.- Concepto y principal clasificacin de las mquinas elctricas Una mquina elctrica es un dispositivo que transforma la energa elctrica en otra energa, o bien, en energa elctrica pero con una presentacin distinta, pasando esta energa por una etapa de almacenamiento en un campo magntico. Tipos de mquinas elctricas

    Generador: Transforma cualquier clase de energa, normalmente mecnica, en elctrica. Como por ejemplo las dinamos (c.c) y los alternadores (c.a.)

    Transformador: Modifica alguna de las caractersticas de la energa elctrica (normalmente, tensin, intensidad de corriente o potencia)

    Receptor: Convierte la energa elctrica que reciben en cualquier otro tipo de energa. Ejemplo: motores.

    2.- Conceptos y principios generales de las mquinas elctricas A. Campo, induccin y flujo magntico El fsico Oersted demostr que si hacemos pasar una corriente elctrica por un conductor y ponemos el conductor cerca de un imn (realmente fue una brjula), ste ltimo resulta ser desviado. Esto demuestra que el paso de corriente a travs de un conductor crea un campo magntico. El campo magntico se representa por lneas de fuerza.

    Las lneas de campo magntico permiten estimar en forma aproximada el

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 2

    campo magntico existente en un punto dado, tomando en cuenta las siguientes caractersticas

    o Las lneas de fuerza de campos magnticos son siempre lazos cerrados que van de norte a sur por fuera del imn y de sur a norte por dentro del imn.

    o Los lazos magnticos nunca se entrecruzan o Las lneas del mismo sentido se atraen y las de sentido opuesto se

    repelen o El campo magntico ser ms intenso cuanto ms juntas estn las

    lneas de fuerzas A las lneas de fuerza se les denomina lneas de induccin para el campo magntico. La intensidad del campo magntico se define como una magnitud vectorial que se denomina induccin magntica (B), cuya unidad internacional es el Tesla (T). Conforme a la ley de Biot y Savart

    B= K I / a

    B= Induccin magntica (T) K= o /4; siendo o la permeabilidad magntica (T.m /A)

    I= Intensidad que circula por el conductor (A) a= distancia del punto al conductor elctrico (m)

    Por otro lado el flujo magntico representa el nmero de lneas de induccin magntica que atraviesa una seccin de superficie. Se representa por la

    letra y su unidad en el S.I. es el Weber (Wb)

    d =BdS. cos

    B= Induccin magntica (T) S = Superficie atravesada por las lneas de fuerza (m2)

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 3

    B. Fuerza electromotriz inducida. Fundamento de los generadores elctricos. Si un conductor se mueve en un campo magntico, cortando las lneas de fuerza del campo, se crea una fuerza electromotriz inducida (fem), es decir, una tensin. Este es el principio de funcionamiento de los generadores. Conforme a la ley de Faraday: Si se vara el flujo magntico a travs de un circuito cerrado se origina una fem.

    = - d/ dt, se mide en voltios

    Hay otra ley, la ley de Lenz, que completa la ley de Faraday que dice que el sentido de una fem inducida es tal que se opone a la causa que la produce

    Sabiendo que el flujo () es el nmero total de lneas de induccin que atraviesa una determinada superficie, se puede deducir una expresin que nos diga el valor de la fem inducida ( ) en los extremos de un conductor de longitud (l) que se mueve a velocidad (v) dentro de un campo de induccin magntico (B).

    = - ( Blv ) E = fem inducida (en voltios) B = induccin magntica (en tesla) l = longitud del conductor (en m) v = velocidad de desplazamiento (en m/s)

    Nota: en el caso de los motores la fem inducida se denomina fuerza contraelectromotriz

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 4

    C. Fuerza electromagntica ejercida sobre un cable conductor Si un cable conductor recorrido por una corriente elctrica de intensidad

    (I) est en presencia de un campo magntico (B), aparece una fuerza sobre el conductor cuyo valor es:

    F = B I L sen

    B = Induccin magntica (Tesla)

    I = Intensidad de la corriente elctrica que recorre el conductor (Amperios) L = longitud (en m) del conductor

    = ngulo que forma el conductor y la direccin del campo magntico F = Fuerza a la que est sometido el conductor (en Newton)

    Si la direccin del campo B coincidiese con la de la

    corriente (I), la fuerza sera nula, pues sen0 = 0.

    Para conocer el sentido de la fuerza, usamos la regla de la mano derecha.

    Si por el cable circula una corriente (I) en el sentido que muestra en dedo pulgar en la figura y el campo magntico (B) tiene el sentido que muestra el dedo ndice, se ejercer sobre el cable que conduce la

    corriente (I) una fuerza (F) que tiene la direccin mostrada por el dedo medio.

    En el caso que que hubieran N cables en presencia de un campo magntico, las fuerza magntica inducida ser la fuerza en un cable multiplicado por N, la frmula ser entonces:

    F = NBILsen

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 5

    D. Fuerza electromagntica ejercida sobre una espira rectangular. Fundamento de los motores elctricos En las mquinas elctricas, aparecen bobinas formadas por un determinado nmero de espiras. Ya hemos visto cmo es la fuerza que aparece sobre un hilo conductor recorrido por una corriente I, que est presente en un campo B, pero... Cmo ser en una espira? Sea B un campo de induccin magntico que acta sobre una espira que es

    recorrida por una corriente elctrica de intensidad (I). Qu pasar? Teniendo en cuenta el captulo anterior, es de esperar que surjan fuerzas sobre la espira,

    pero, Cmo sern? Recurriremos a la expresin anterior (F = BILsen).

    La figura representa a la espira rectangular (color azul) cuyos lados miden a y b

    y es recorrida por una corriente de intensidad I tal como indica el sentido de la flecha azul en la figura. La espira est situada en una regin en la que hay un campo magntico uniforme B que est en el mismo plano que la espira (en color rojo), tal como indica la flecha de color azul en la figura. Calcularemos la fuerza que ejerce dicho campo magntico sobre cada uno de los lados de la espira rectangular, como si fuesen cuatro conductores diferentes.

    Lados a: Como la direccin de campo (B) coincide con la direccin del conductor, ambas magnitudes forman un ngulo nulo (0). La longitud del conductor es L=a. Como sen 0 = 0

    Fa = BILsen = BI a sen0 = 0 Lados b: Como la direccin del campo (B) es perpendicular a la direccin del conductor, ambas magnitudes forman un ngulo de 90. La longitud del conductor es L=b. Como sen90 = 1

    Fb = BILsen = BI bsen90 = BI b

    Las fuerzas de los lados b, son de igual valor y empleando la regla de la mano derecha, se puede comprobar, son de sentido contrario (una hacia dentro del papel y otra hacia fuera del papel). Constituyen, pues, un par de fuerzas que har que la espira gire alrededor de un eje imaginario paralelo a los lados b de la espira. Este es el principio de funcionamiento de los motores elctricos

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 6

    El momento de fuerzas es:

    M= BIS sen

    M = momento de fuerzas o par-motor (Nm)

    I = Intensidad de corriente (A) S = Superficie de la espira (m2 ) (longitud a x longitud b) B = Induccin del campo magntico (T)

    = ngulo formado por el vector S, perpendicular a la superficie de la espira y las lneas de fuerzas del campo.

    Si en lugar de una espira tenemos una bobina formada por N espiras, el par-motor

    M= N BIS sen 3.- Constitucin de los motores de corriente continua 3.1.- Elementos principales. Rotor y Estator Desde el punto de vista mecnico, un motor est constituido por:

    Rotor: Parte mvil o giratoria. El rotor es una pieza giratoria cilndrica, un electroimn mvil, con bobinados de hilo de cobre por el que pasa la corriente elctrica.

    Estator: parte fija. El estator, situado alrededor del rotor, es un electroimn fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, dispone de bobinados elctricos por los que circula la corriente.

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 7

    Existen por tanto dos circuitos elctricos: uno en el rotor y otro en el estator. Dichos circuitos estn constituidos por devanados o bobinados. Los devanados pueden ser:

    o Devanado (o bobinado) inductor: Es el devanado (circuito elctrico) que genera el campo magntico de excitacin en una mquina elctrica. Se sita en el interior del estator en unos salientes llamados polos. Los polos generan un campo magntico (inductor) cuando circula corriente por ellos.

    o Devanado (o bobinado inducido) Inducido: Es el devanado sobre el que se inducen las fuerzas electromotrices. Se sita en unas ranuras del rotor.

    3.2.- Otros elementos Adems del rotor y estator existen otros elementos que forman parte de un motor elctrico:

    Entrehierro. Para permitir el movimiento del rotor, entre rotor y estator, existe un espacio de aire llamado entrehierro, que debe ser lo ms reducido posible para evitar prdidas del flujo magntico.

    Colector de delgas. Es un conjunto de lminas de cobre, aisladas entre s y que giran solidariamente con el rotor. Las delgas estn conectadas elctricamente a las bobinas del devanado inducido y por medio de ellas dicho devanado se puede conectar a la fuente de energa elctrica del exterior, a travs de las escobillas. Al colector de delgas tambin se le conoce como conmutador.

    Escobillas: Las escobillas permanecen fijas al estator, sin realizar movimiento alguno, y estn en contacto permanente sobre la superficie del colector de delgas. Esto permite el paso de corriente elctrica desde el exterior hasta el devanado inducido del rotor.

    Nota: En los motores de c.c. las escobillas y el colector de delgas permiten la conmutacin de corriente cada media vuelta del rotor.

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 8

    4.- Funcionamiento del motor de corriente continua Conectamos el motor a una fuente de alimentacin. La corriente llega al devanado del rotor a travs del contacto entre las escobillas con el conmutador (colector de delgas). Las escobillas permanecen fijas, mientras que el conmutador puede girar libremente entre ellas siguiendo el movimiento del rotor. Cuando la corriente pasa a lo largo del devanado del rotor, se crea un campo magntico cuyos polos son atrados y repelidos por los polos del devanado del estator, de modo que el rotor se mover hasta que el polo norte del devanado del rotor quede mirando al polo sur del estator. Pero tan pronto como los polos del rotor quedan "mirando" a los polos del estator, se produce un cambio en el sentido de la corriente que pasa por el rotor. Este cambio es debido a que el conmutador, al girar, modifica los contactos con las escobillas e intercambia el modo en que el devanado del rotor recibe la corriente de la pila. Es decir, se invierte la polaridad. Al modificarse el signo de los polos del devanado del rotor, los polos del rotor resultarn repelidos por los polos del estator fijo, pues en esta nueva situacin estarn enfrentados polos de igual signo, con lo cual el rotor se ve obligado a seguir girando. Nuevamente, cuando los polos del devanado del rotor estn alineados con los polos opuestos del estator fijo, el contacto entre escobillas y conmutador modificar el sentido de la corriente, con lo cual el rotor ser forzado a seguir girando. Para comprenderlo mejor fjate en los siguientes esquemas:

    La parte de color azul del colector est conectada al polo positivo de la pila, creando un polo N

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 9

    La parte de color azul del colector sigue conectado al polo positivo de la pila, creando un polo N

    Las escobillas no tocan al colector no se crea ningn campo magntico en el rotor

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 10

    La parte de color azul del colector est conectada al polo negativo de la pila, creando un polo S

    4.1.- Esquema de funcionamiento de un motor de c.c.

    Inducido

    Inductor

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 11

    5.- Magnitudes fundamentales de los motores de c.c. 5.1.- Par interno Mi Mide la accin de las fuerzas que actan sobre la espira

    Mi = par interno (N.m) p = nmero pares de polos a= nmero pares de arrollamientos del inducido N = nmero total de conductores

    = flujo magntico (Wb)

    Ii = intensidad del inducido (A)

    Como la mayora de las magnitudes son constantes, el par interno de puede expresar como:

    Mi = K1 . . Ii

    Por otro lado = K2. Iex

    Caso particular para un motor con excitacin en serie

    Ii = Iex

    = K2. Iex = = K2. Ii

    Tambin la potencia til de un motor est relacionada con el par electromagntico interno a travs de la velocidad de giro.

    Pu= M

    i

    Pu = la potencia til (en W)

    Mi = par interno (en Nm)

    = velocidad angular (en rad/s)

    5.2.- Fuerza contraelectromotriz Mide la cada de tensin que se produce en el circuito de inducido

    = Fuerza contraelectromotriz inducida (V) p = nmero pares de polos a= nmero pares de arrollamientos del inducido N = nmero total de conductores

    = flujo magntico (Wb)

    n = velocidad de giro (r.p.m)

    Como la mayora de las magnitudes son constantes, la fuerza contraelectromotriz inducida de puede expresar como:

    = K . . n.

    Mi = K3 .( Ii )2

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 12

    6.- Tipos de motores de corriente continua Para constituir un motor de corriente continua necesitamos un circuito inductor y un circuito inducido; en funcin de cmo se conecten ambos obtenemos los siguientes tipos de motores de c.c.:

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 13

    7.- Balance de potencias

    Pabs = Potencia absorbida por el motor = U. I

    U = Tensin de alimentacin del motor I = Intensidad total absorbida por el motor

    Pcu = Prdidas por calor en las resistencias. Se divide en (Pcu = Pcu1 + Pcu2)

    Pcu1 = Prdidas por calor en el circuito inductor = Rex . Iex2

    Pcu2 = Prdidas por calor en el circuito inducido = Ri . Ii2

    Rex = Resistencia en el circuito inductor Ri = Resistencia en el circuito inducido Iex = Intensidad en el circuito inductor Ii = Intensidad en el circuito inducido

    Pe = Potencia elctrica Fjate que Pe = Pabs Pcu o tambin Pe = . Ii Pu = Potencia til del motor = Pe (PFe + Pm)

    PFe = Prdidas en el circuito magntico Pm = Prdidas mecnicas por rozamiento

    Fjate que si no existen no existen prdidas en el circuito magntico ni prdidas mecnicas ( PFe = Pm = 0 ) entonces la potencia til es igual a la potencia elctrica ( Pu = Pe )

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 14

    8.- Rendimientos

    9.- Arranque del motor de corriente continua En el momento del arranque, al ser la velocidad cero, la fuerza contraelectromotriz es cero con lo que la intensidad en el inducido ser:

    Ii arranque = U / Ri Debido a que Ri suele ser muy baja, la intensidad de inducido en el arranque es muy alta. Para evitar esta situacin existen varias soluciones

    Actuar sobre la tensin de alimentacin, aumentndola segn el motor adquiera velocidad

    Intercalar una resistencia entre la tensin de alimentacin y el inducido denominada restato de arranque (Ra). Dicha resistencia limita la intensidad en el arranque al encontrarse en serie con el inducido. Dicha resistencia se va eliminando segn el motor adquiera velocidad.

    Ii arranque = U / (Ri + Ra )

    10.- Regulacin de la velocidad La regulacin de la velocidad tiene por objeto mantener la velocidad en un valor determinado. De la expresin de la fuerza contraelectromotriz se obtiene la siguiente expresin:

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 15

    11.- Inversin del sentido de giro Para invertir el sentido de giro de un motor de C. C., basta con invertir la polaridad de la tensin de alimentacin en sus bornes (con lo cual vara el sentido de la corriente que circula por su bobinado), y hacer as que el par de fuerzas que originan el giro del motor sea de sentido contrario. 12.- Frenado del motor El frenado de los motores de corriente continua se basa en el principio de reversibilidad que este tipo de mquinas posee. Es decir, en el momento de frenar el motor, ste pasa a funcionar como generador, por lo que invierte el sentido del par motor. A este tipo de frenado se le conoce con el nombre de frenado elctrico y puede efectuarse de dos modos distintos:

    Frenado reosttico: consiste en disipar la energa que se genera al actuar como generador sobre unas resistencias de frenado, que suelen ser las mismas que se utilizan para el arranque.

    Frenado regenerativo: consiste en devolver la energa generada a la lnea de alimentacin.

    Adems de estos frenados elctricos tambin se puede realizar un frenado mecnico mediante frenos de discos o de tambor.

    3. ELEMENTOS A UTILIZAR

    Multmetro

    Puente de resistencias

    Motor DC

    4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCION 4.1. Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el

    esquema de conexiones de los componentes encontrados. 4.2. Medir con el instrumento adecuado el valor de la resistencia

    interna de cada componente del estator y de loa armadura. 4.3. Elaborar el diagrama completo de conexiones del motor ensayado

    segn normas vigentes e incluya los valores de las resistencias internas en los smbolos graficados.

    4.4. Identificar el conmutador y con el instrumento adecuado mida la resistencia cada dos delgas consecutivas, en cuadro represente los valores obtenidos de todas las delgas del conmutador.

    Resistencias entre delgas consecutivas

    Valor ()

    2.0

    2.0

    1.9

    1.9

    1.8

    1.9

    1.8

    1.8

    1.7

    1.7

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 16

    1.7

    1.7

    1.9

    1.9

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.8

    1.7

    4.5. Implementar el circuito de arranque simple del motor de corriente

    continua segn las instrucciones del Cdigo Nacional de Electricidad, graficar los circuitos de fuerza y control aplicados.

    5. CUESTIONARIO

    5.1. Defina la funcin de cada componente ubicado en el motor ensayado.

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 17

    Estn formados generalmente por las siguientes partes:

    Inductor o estator (Arrollamiento de excitacin): Es un electroimn formado por un nmero par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitacin.

    Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido): Es una pieza giratoria formada por un ncleo magntico alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que acta el campo magntico.

    Colector de delgas: Es un anillo de lminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a travs de las escobillas.

    Escobillas: Son unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unin elctrica de las delgas con los bornes de conexin del inducido. Al girar el rotor, las escobillas van rozando con las delgas, conectando la bobina de inducido correspondiente a cada par de delgas con el circuito exterior.

    Polos de conmutacin o interpols: Esta nueva tcnica se basa que si el voltaje en los alambres bajo conmutacin se redujera a cero, no habra chisporroteo en las escobillas. Para lograr esto, se colocan pequeos polos llamados polos de conmutacin o interpolos en medio de los polos principales. Estos polos de conmutacin se localizan directamente sobre los conductores que estn conmutndose. Suministrando un flujo desde los polos de conmutacin, puede cancelarse con exactitud el voltaje en las bobinas bajo conmutacin. Si la cancelacin es exacta, no habra chisporroteo en las escobillas. Los polos de conmutacin no cambian de ninguna manera la operacin de la mquina dado que son tan pequeos que slo afectan los pocos conductores bajo conmutacin. Ntese que no se afecta la reaccin del inducido bajo las caras polares principales porque los efectos de los polos de conmutacin no se extienden tan lejos. Esto significa que los

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 18

    polos de conmutacin no afectan el debilitamiento del flujo en la mquina.

    Maquina con interpolos

    5.2. Los valores de las resistencias de aislamiento son los adecuados?, explique por qu?

    Tabla 4.1: Lmites orientativos de la resistencia de aislamiento en mquinas elctricas

    Valor de la resistencia del aislamiento

    Evaluacin del aislamiento 2M o menor Malo

    < 50M Peligroso

    50...100M Regular

    100...500M Bueno 500...1000M Muy Bueno

    > 1000M ptimo 5.3. De a acuerdo al Cdigo Nacional de Electricidad elabore el diagrama de representacin del motor, ensayado, y los circuitos de fuerza y control correspondientes.

    Caractersticas Smbolo

    Motor de corriente continua

    Motor serie, de corriente continua

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 19

    Motor de excitacin (shunt) derivacin, de corriente continua

    Motor de corriente continua de imn permanente.

    Utilizando el software CADE SIMU se presenta los circuitos de fuerza y mando:

    5.3. Describa Por qu las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y las bobinas del rotor.

    DEVANADO ROTOR (ARMADURA, INDUCIDO) Valor de resistencia: 22.6 La resistencia del rotor es de baja impedancia. Por lo tanto, la corriente de arranque es alta. Esta corriente debe disminuirse durante el arranque aplicando una medida apropiada (rectificador regulador,

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 20

    regulador de corriente continua PWM, motor de arranque (ya no suele utilizarse). Durante el funcionamiento del motor se produce una contratensin que mantiene la corriente a un determinado nivel. DEVANADO DEL ESTATOR (CAMPO, INDUCTOR) Valor de la resistencia 156.1 La resistencia del devanado del estator es relativamente alta. El devanado del estator debe tener esa alta resistencia (numerosas espiras, cable delgado) porque el devanado est conectado a la tensin nominal de la red de corriente continua (220 V) y porque en caso de corriente continua nicamente tiene efecto la resistencia de cobre (resistencia hmica) del devanado. 5.5. Describa las ventajas y desventajas de la utilizacin de mquinas de Corriente Continua en aplicaciones industriales. VENTAJAS

    (a) En aplicaciones especiales, como fbricas de acero, minas y trenes elctricos, en ocasiones es conveniente transformar la corriente alterna en corriente directa para utilizar motores de cd. La razn es que las caractersticas de par o momento de torsin-velocidad de los motores de cd pueden ser variadas dentro de un amplio intervalo sin perder su alta eficiencia.

    (b) Los motores serie de corriente continua son algunos de los ms fciles de controlar.

    (c) Los motores serie de corriente continua tienen una alta relacin potencia-peso. Esto ayuda a reducir los costes de instalacin y proporciona un ahorro de espacio.

    (d) Proporcionan alto par a bajas velocidades. (e) Los altos torques de arranque del motor serie lo hacen adecuado para

    montacargas, gras y cargas de tipo traccin. DESVENTAJAS

    (a) Los sistemas elctricos en general suministran tensin alterna. Estos motores necesitan de equipos de electrnica adicionales para su funcionamiento aumentando el costo de instalacin.

    (b) Mantenimiento caro y laborioso. (c) Las escobillas son tambin sensibles a la contaminacin, especialmente

    en mquinas que contienen materiales de silicona, y deben ser reemplazados peridicamente.

    5.6. La evaluacin de las resistencias registradas entre dos delgas consecutivas del conmutador, son iguales?, explique brevemente. Considerando el margen de error del instrumento utilizado (multmetro) se concluye que las resistencias entre dos delgas consecutivas son prcticamente iguales. Debido al proceso de fabricacin de estas siempre existirn diferencias.

    6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

    La simbologa es una herramienta indispensable para la representacin grfica de los procesos industriales y de los sistemas de control.

    Los terminales de los devanados de la resistencia de armadura y de campo pueden ser hallados fcilmente con la simplemente con una

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 21

    prueba de continuidad.

    Una vez hallados los bornes de las resistencias de armadura y de campo se hall las resistencias de estos, haciendo una simple comparacin de los valores se pudo determinar cules bornes correspondan a la armadura y cual al campo.

    Se demostr experimentalmente que la corriente de arranque es elevada para un voltaje de aplicacin de 50 V (aproximadamente 0.5 A).

    La medicin de las resistencias entre delgas consecutivas se demostr que no existen resistencias consecutivas iguales debido a los procesos de fabricacin deficitaria de estas.

    La carcasa del motor y/o la caja de conexin principal deben ser puestas a tierra antes de conectar el motor al sistema de alimentacin.

    Las conexiones de los diferentes componentes del circuito de mando y fuerza deben estar fijadas firmemente para evitar errores en mediciones o falsos contactos.

    7. BIBLIOGRAFIA

    http://www-app.etsit.upm.es/departamentos/teat/asignaturas/labingel/motores_dc_p1.pdf

    http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/maquinas-electricas-de-corriente-alterna/material-de-clase-1/capitulo-ii-maquina-asincrona

    http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1762/12/UPS-CT002331.pdf

    http://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricos-electronicos/simbolos-motores-electricos.htm

    http://www.casdreams.com/cesf/FOC/FOCELEC10/Motores_de_Corriente_Directa.pdf

    http://www.ehowenespanol.com/ventajas-motores-series-dc-info_233254/

    http://todoproductividad.blogspot.com/2010/07/los-motores-de-corriente-continua-y-sus.html

    http://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/571785_leseprobe_es.pdf

  • ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

    LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2 22