Ensayo de maquinas electricas

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

UNEFA

Barquisimeto-Edo. Lara

ENSAYO DE MAQUINAS ELECTRICAS

Integrantes:

Jorvic Vicentino CI: 21.276.493

Seccion: 6D02IE

Prof.: Isaias Lucena

Barquisimeto 27 de noviembre del 2017

FUNDAMENTOS DE MAQUINAS DC

        La máquina de corriente continua es prácticamente una máquina de corriente alterna (CA), con la diferencia importante de que la primera tiene un colector, el cual tiene como finalidad restablecer desde los arrollamientos un valor instantáneo fijo del voltaje de CA. En otras palabras, el colector es un rectificador mecánico.

        Los principios fundamentales en el que se basa el estudio de las máquinas eléctricas en general corresponden a la conversión electromecánica de la energía. En forma general las máquinas eléctricas se fundamentan en que los conductores forman devanados en los cuales se origina el flujo magnético o según el caso donde se induce la fuerza electromotriz, y el material magnético representado por el núcleo el cual se encarga de conducir el flujo magnético o bien, es el que proporciona un mejoramiento en la concatenación del eslabonamiento electromagnético de los devanados.         Tanto los generadores como los motores poseen características constructivas semejantes, los principales elementos que lo conforman a una máquina de corriente continua son los siguientes: [pic 1]

1.- INDUCIDO

        Es la parte giratoria de la máquina llamado comúnmente como rotor. El núcleo que existe está constituido por chapas magnéticas, destajadas de tal manera que forman ranuras que son paralelas al eje en el que van montadas. A veces estas ranuras están de forma oblicua con el eje, esto es con la finalidad de disminuir el ruido que pueda producir al girar el inducido. Las chapas magnéticas deben estar aisladas entre sí, ya que esto disminuirá la circulación de corrientes parásitas inducidas en el núcleo, con lo que se disminuirán las pérdidas.

        El material utilizado para el núcleo es el acero al silicio. Además aquí se encuentra el conductor que es arrollado en las ranuras correspondientes para formar Jo que se denomina el arrollamiento del inducido y es precisamente aquí donde existen las fuerzas tangenciales que determina la rotación del inducido. La potencia que pueda desarrollar la máquina depende esencialmente del número de conductores que se alojan en el inducido, o en otras palabras, depende de la sección total de cobre que se pueda tener en las ranuras.

2.- POLOS INDUCTORES

        Son los que se adjuntan a la carcasa. Los polos inductores en máquinas de gran tamaño suelen ser laminados. Es el lugar donde van alojadas las bobinas de excitación. Es en los polos donde se origina el flujo, el cual atraviesa el entrehierro hasta llegar al inducido provocando el efecto de la inducción.

3.- POLOS AUXILIARES

        En forma mayoritaria las máquinas de corriente continua son provistas de polos auxiliares, los mismos que se encuentran alojados entre cada par de polos principales. Su finalidad es mejorar la conmutación con lo que se disminuye la probabilidad de que ocurran chispas en la escobillas cuando el conmutador este girando. El conductor del devanado de los polos auxiliares es de hilo grueso y la conexión se lo hace de tal manera que quede en serie con el arrollamiento del inducido.

        El número de polos auxiliares que se coloca en la máquina normalmente son iguales al número de polos principales. Éstos se conectan de tal forma que se obtengan polaridades sucesivas dependiendo directamente de la polaridad que se tenga en los polos principales y del sentido de giro del rotor. En este caso hay una regla para determinar la polaridad, la cual establece que: la polaridad de un polo auxiliar debe ser la misma que la de un polo principal que le precede.

4.- CARCASA

        Generalmente es de forma circular, debe dar accesibilidad para que puedan ser colocados los polos inductores y en muchas ocasiones polos auxiliares, los cuales pueden ser sujetados con tornillos.

        En algunas de las máquinas la carcasa está constituida por chapas de acero pero en general su estructura constructiva es maciza. Debe ser de un material que permita la circulación adecuada del flujo magnético. Se usa hierro forjado o acero fundido, no es recomendable utilizar el hierro fundido o el hierro dulce, ya que su capacidad de conducción de flujo que es de alrededor de los 0.6 a 0.8 Teslas y constituye una restricción.

5.- ESCUDOS

        Están unidos a la carcasa y establecen una sujeción al rotor con lo que se pretende mantener una distancia constante entre el inducido y los polos inductores. Se encuentran montados los cojinetes en el cual gira el eje de la máquina. Además a esta parte están acopladas las porta escobillas

6.- ESCOBILLAS

        Son las encargadas de recoger o depositar la señal de voltaje en las delgas que se encuentran en el colector dependiendo si es generador o motor respectivamente, para transmitirlo a la carga eléctrica en el caso de un generador y en el caso de un motor para alimentarlo al inducido. Son construidas en general a base de carbón y deben ejercer cierta presión sobre el colector. El carbón tiene la característica de poseer un coeficiente negativo de resistencia con la temperatura lo cual implica que al aumentar la temperatura aumenta la conductividad. Pero, también tiene una desventaja con respecto a las escobillas metálicas ya que la cantidad de corriente que circula por las escobillas de carbón es menor, lo cual implica que las pérdidas por rozamiento y contacto sean mayores.

7.- COLECTOR

        El colector o conmutador es una parte importante dentro de una máquina de corriente continua, es el elemento que establece la diferencia principal con las máquinas de corriente alterna. Constituye la parte en la cual se lee la información de señal de corriente directa por medio de las escobillas en el caso de un generador.

        El colector se encuentra montado en el eje del inducido, lo cual implica que gire a la misma velocidad. En su periferia existen segmentos de cobre intercalados los cuales van separados por láminas de mica.

MOTOR DC EXCITACIÓN DERIVACIÓN

        El motor de c.d. en paralelo es diferente del motor de serie ya que el devanado inductor está conectado en paralelo con la armadura. Puesto que el devanado inductor se conecta en paralelo al devanado del inducido, a este tipo de máquinas se le conoce como motor con excitación en paralelo, o simplemente motor paralelo.

                Las ecuaciones que rigen a este tipo de máquina se pueden obtener a partir del circuito equivalente [pic 2]

en donde Vt es el voltaje en las terminales de la máquina, Ea es el voltaje en las terminales de la armadura, Ia es la corriente en la armadura, Ra es la resistencia de armadura y Vp es el voltaje de en paralelo o voltaje de campo paralelo.[pic 3]

Circuito equivalente

Las características de este motor son:

1.        En el arranque, par motor es menor que en el motor serie.

2.        Si la Intensidad de corriente absorbida disminuye y el motor está en vacío. La velocidad de giro nominal apenas varía. Es más estable que el serie.

3.        Cuando el par motor aumenta, la velocidad de giro apenas disminuye.

Las aplicaciones del motor son las siguientes:

        Se usan en aquellos casos en los que no se requiera un par elevado a pequeñas velocidades y no produzcan grandes cargas. Si la carga desaparece (funcionamiento en vacío), el motor varía apenas su velocidad. Conclusión: Se emplea para máquinas herramientas, por ejemplo, un taladro.

        VENTAJAS: Velocidad aproximada a una velocidad constante. Fácil control de velocidad, mediante la inserción de un reóstato en el circuito de campo, obteniéndose un gran margen de variación de velocidad. También es posible variar la velocidad, variando la alimentación de nuestro motor.

Curva característica par contra velocidad angular

[pic 4]

MOTOR DC EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

        La bobina de excitación se tiene que conectar a una fuente de alimentación distinta a la tensión de alimentación del inducido. Por lo que nos encontraremos en la placa de características del motor las indicaciones de las 2 tensiones. El motor con excitación independiente tiene mayores posibilidades de regulación de la velocidad que el motor en derivación o Shunt, aunque su funcionamiento es similar.[pic 5]

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