Motor de Corriente Continua

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNI

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

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HUBER MURILLO M

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNI I.- INTRODUCCIONLos motores de corriente continua, MCC, son muy importantes debido a que pueden proporcionarnos un alto torque y pueden trabajar a velocidad variable. En su aplicacin industrial a sido irremplazable en algunos modelos y modernizados en otros dado la particularidad de sus caractersticas de funcionamiento. Los MCC mas importantes son los siguientes: Autoexcitados (tipo shunt, serie y excitacin compuesta). Excitacin independiente.

II.- OBJETIVOS DEL LABORATORIOLos objetivos del presente trabajo son: Hacer conocer la constitucin electromecnica de los MCC. Familiarizarse con la simbologa y conexionado de los MCC de nuestro laboratorio en los ensayos segn las normas IEC y NEMA. Conexin y puesta en servicio del MCC. Inversin de giro. Determinar sus prdidas, eficiencia en funcin de la corriente de campo. A partir de los ensayos realizados obtener el modelo de la mquina. Registro de los valores caractersticos y curvas caractersticas de funcionamien to especficas de los MCC. Evaluacin de las mediciones realizadas y registradas. Presentacin del protocolo de pruebas segn normas IEC, NEMA y IEEE.

III.- PRECAUCIONESDado las circunstancias del laboratorio y teniendo en cuenta que los equipos son muy valiosos es que debemos tener muy en cuenta lo siguiente: 1. El alumno verificar el dimensionamiento de la instrumentacin a utilizarse, as mismo constatar que sus esquemas estn bien planteados. 2. Para evitar el deterioro y/o avera de los instrumentos y equipos, el alumno no debe accionarlos por ningn motivo, sin la aprobacin previa del profesor. 3. La escala de todos los instrumentos debe ser la mxima. 4. Al operar las cargas, comenzar con una carga mnima y aumentarlo en forma gradual hasta llegar al mximo permisible.

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNI IV.- EQUIPOS Y MAQUINAS ELECTRICAS A UTILIZAR

BANCO ACTIVO DE PRUEBAS N de pedido SO3636 6U Tensin Nominal 230 Voltios Corriente Nominal 3 Amperios. Corriente Arranque 9 Amperios Torque Mximo 10 N m Potencia Aparente 800 VA Rgimen de servicio S1 RPM max. 4000 Grado de proteccin IP20 AMPLIFICADOR INTERGRADO Tensin de pico 600 Voltios Tensin RMS 400 Voltios Corriente pico 10 Amperios Corriente RMS 7 Amperios ITE M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GENERADOR CORRIENTE CONTINUA N 200 26 984 Tensin armadura 220 Voltios Corriente armadura 1 Amperio Conexin Independiente Conexin Shunt. Conexin Compuesta Tensin 220 Voltios Corriente de campo 100 mA. Rgimen de servicio S1 RPM 2000 Grado de proteccin IP54 Norma VDE 0530 Termostato 120 C GCC/MCC LUCAS NULLE CANT. 01 01 01 01 01 01 01 04 25 02

DESCRIPCION GENERAL DE LAS MAQUINAS Y EQUIPOS Manguito de acoplamiento Cubierta de acoplamiento Carga universal para mquinas de 300 vatios Arrancador para mquina de corriente continua de 300 vatios Regulador de campo para mquina de corriente continua Fuente de alimentacin de corriente continua Multmetro digital FLUKE Conectores de seguridad Juego de cables de 4 mm Multmetro analgico/digital medidor de potencias y F.P.

El presente laboratorio debe facilitar los conocimientos orientados a la prctica de los motores de corriente continua. El contenido se centra en el anlisis experimental de las mquinas auto excitadas y con excitacin independiente. Al concluir el presente laboratorio Ud habr aprendido el modo de funcionamiento, operacin y respuesta de las caractersticas de operacin en estado permanente y transitorio. As mismo se demostrar las prcticas del control de tensin, inversin de giro y curvas caractersticas de los MCC.

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNI V.- ENSAYOS NORMALIZADOS (IEC 34 - 2)1.- CONEXIN DEL GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUASENTIDO DE ROTACIONEn los arrollamientos de excitacin la corriente fluye del nmero caracterstico 1 hacia el 2. En el esquema F1 esta conectado al ( + ) y F2 esta conectado al ( - ). El sentido de rotacin es directa ( horaria ) donde siempre A1 ser positivo ( + ).

A1

F1

F2

A2

+If

+

-

-

IaWm

M _OPERACION COMO MOTOR IECLa corriente del circuito de armadura fluye de A1 ( + ) hacia A2 ( - ).

DESCRIPCION DEL CIRCUITOARROLLAMIENTO DE ARMADURA ARROLLAMIENTO DE CONMUTACION ARROLLAMIENTO DE COMPENSACION ARROLLAMIENTO EXCITACION DERIVACION ARROLLAMIENTO EXCITACION INDEPENCIENTE

BORNESA1 ( + ) A2 ( - ) B1 ( + ) B2 ( - ) D1 ( + ) D2 ( - ) E1 ( + ) E2 ( - ) F1 ( + ) F2 ( - ) INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN

INVERSION DE LA ROTACION1.- Para lograr la inversin el sentido de rotacion se deber invertir F1 y F2 A1 y A2 nunca los dos a la vez. 2.- Tener mucho cuidado cuando se realiza el cambio de polaridad en la armadura, pues si utilizamos el bobinado de conmutacin revisar que tenga la polaridad correcta.

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Motor DC excitacin shunt independiente

Motor DC excitacin

Motor DC excitacin serie compuesta 2.-

Motor DC excitacin

MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOR N0RMALIZADO (IEEE 112/1978 item 4.1)VER APENDICE ADJUNTO A LAS GUIAS

Esta

medicin se realiza aplicando los siguientes mtodos: Voltio amperimtrico en CC y CA. Ohmmetro de precisin. Puente de medicin para resistencias pequeas.MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA HUBER MURILLO M

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2.1.2.2.GCC 2.3.3.-

Medicin de la Rf y Lf del circuito de campo. Ver GCC Medicin de la RD y LD del circuito de compensacin. Ver Medicin de la Ra y La del circuito de armadura. Ver GCC

MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO N0RMALIZADO (IEEE 112/1978 item 4.1) e (IEEE 43 / 1991) VER APENDICE ADJUNTO A LAS GUIAS Ver GCC MEDIDA DE INDUCTANCIA ROTACIONAL( Gaf) VER APENDICE ADJUNTO A LAS GUIAS Ver GCC

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PRUEBA EN VACIO (IEEE 112 /1978 ITEM 4.6) Unicamente para controlar las prdidas rotacionales.

6.-

PRUEBA CON CARGA (IEEE 112 /1978 ITEM 4.2 ) Para la prueba con carga se tendr que conectar el freno dinmico LN como FRENO y seleccionado en control de TORQUE. Seguir las indicaciones del profesor. P til = T (N-m) x RPM (pi/30) EF = P til / P ingreso

7.-

ENSAYO DE TEMPERATURA ( IEEE 112 /1978 ITEM 5.3 MET. 3 ) Consiste el registrar la temperatura y el tiempo y tener la curva Temp. Vs Tiempo. El tiempo mnimo es 04 horas cuando la temperatura comienza a disminuir en 02 grados centgrados durante las dos horas siguientes.

8.-

CLASIFICACION DE LOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Motor con excitacin shunt.- Se conecta el circuito del inductor en paralelo con el circuito del inducido (comparten la misma fuente externa). Ambos circuitos estn calculados para trabajar con una fuente comn.

IL = Ia + If V = Ea + ( Ra . Ia ) Ea = Gaf . If . Wm , Te = Gaf . If . Ia ,-

V = Ea + V 7

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNIV = Vf = ( Radj + Rf ) . If Fneta = Fcampo - Farmadura Esta mquina ha recibido este nombre debido a que su devanado inductor est conectado en derivacin a su inducido. Dicho devanado est conformado de muchas espiras y de un conductor delgado debidamente aislado. Motor con excitacin independiente.- Con la finalidad de obtener una intensidad de campo magntico constante e independiente a los cambios bruscos que se presentan en la carga y para mejorar el par y mantener la velocidad mucho mas estable que los tipos anteriores, alimentaremos al circuito de campo por medio de una fuente DC externa e independiente (evitando que las variaciones existentes en el circuito de armadura interfieran en el circuito de campo). El circucito de la armadura tendr su propia fuente de modo que las variaciones existentes ( debido a la carga ), no afecten al circuito inductor. Por tanto las corrientes Ia e If son independientes. A continuacin podemos detallar las siguientes ecuaciones: V = Ea + Ra . Ia Ea = Gaf . If .Wm , Te = Gaf . If . Ia , V = Ea + V Fneta Vf = = Fcampo - Farmadura ( Radj + Rf ) . If

El circuito de campo tiene las mismas caractersticas de construccin que el GCC tipo shunt y difiere en la utilizacin de una fuente completamente independiente.

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS - ML - 244 - UNIMotor con excitacin compuesta.- El funcionamiento ms estable de los motores hacen que la mquina sea de muy buena calidad. Para lograrlo los fabricantes de mquinas de CC han combinado las caractersticas de un motor serie y shunt. Se crean entonces las mquinas compuestas que renen mejores caractersticas que las mquinas estudiadas anteriormente. Fneta = Fcampo + Fcompen. - Farmadura Fneta = Nf . If + Nd . Id - Na . Ia Segn la ubicacin de la conexin del circuito inductor, esta mquina puede denominarse de: Paso corto y largo. 9.APLICACIONES INDUSTRIALES Actualmente se construyen motores de corriente continua para atender cargas especiales que tienen torque elevado tales como: Molinos. Centrfugas. Llenadotas de bebidas. Chancadoras Cargas que necesiten un torque muy elevado. CUESTIONARIO 1.- Enumere y defina las caractersticas de funcionamiento nominales del MCC Tome los datos de placa del motor primo y del MC.