MÁQUINA DE CORRIENTE DIRECTA.
Claudia CepedaInforme14 de Abril de 2016
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MÁQUINA DE CORRIENTE DIRECTA II
MOTOR
Claudia Cepeda, Hector Alvarez, Alex Rodríguez
Resumen — El artículo pretende la descripción del desarrollo de distintas pruebas y distintas conexiones de una máquina de corriente continua utilizada como motor.
Introducción
Es de importancia conocer el funcionamiento de las máquinas que se encuentran en la industria, entre ellas la máquina de corriente continua que se encuentra en gran parte de los procesos que se producen en la actualidad. En el siguiente informe se pretende lograr encontrar las características de los motores de corriente continua, desde diferenciar sus bobinas, de campo o de armadura, hasta mirar sus diversas conexiones y su comportamiento en cada una de estas.
Objetivos
Objetivo especifico.
Comprender el funcionamiento de la máquina de corriente continua utilizada como motor.
Objetivos específicos.
Conocer las diferentes conexiones que se pueden realizar para el funcionamiento de una máquina de corriente continua como motor.
Utilizar diferentes elementos para realizar mediciones que caracterizar un motor de corriente continua.
Obtener la curva de eficiencia-carga y velocidad –I armadura.
Marco Teórico
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.
En el momento en que hagamos girar una espira dentro de un campo magnético, aparecerá una corriente inducida en esa espira. La corriente inducida en esta espira será siempre positiva. Cuando hagamos girar la espira bajo la acción del campo magnético creado por el estator habrá unas posiciones donde la FEM inducida que recojan los escombrillos, será máxima y otras donde será mínima.
METODOS DE ARRANQUE DEL MOTOR DC
Durante el periodo de arranque, el motor dc se encuentra con una velocidad nula , por lo que el voltaje inducido es también nulo; Por lo tanto, la tensión de alimentación cae sobre el devanado del inducido , lo cual siendo esta resistencia de inducido tan pequeña, provoca que la corriente de inducido se muy elevada durante este instante, pudiendo alcanzar valores de hasta 20 veces la corriente a plena carga nominal. [1] [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]
Unas de las soluciones que permita disminuir la elevada intensidad de corriente durante el periodo de arranque, es introducir un resistor de arranque en serie al inducido, que sería un reóstato de arranque de varios escalones, quien limitaría la corriente en el inducido hasta que se acumule y actué como limitante, lo cual este debe ser removido a medida en que en que se incrementa la velocidad del motor, de lo contrario provocaría perdidas excesivas y la curva de par-velocidad decaería con el aumento de la carga. [pic 6]
Uno de los métodos para el arranque del motor, es ir aumentando gradualmente la corriente de inducido para no provocar daños por la elevada intensidad de la corriente en el devanado, por medio de un reóstato de arranque, se mueve manualmente dentro de un tiempo determinado hasta que el reóstato queda desconectado al sistema quedando la maquina conectada directamente a la red. [2]
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Figura1, Motor dc con reóstato de arranque. [2]
Este tipo de arrancador presenta problemas ya que depende de la persona quien lo valla a accionar, ya que no debe de mover la resistencia ni muy rápido ni muy despacio (la corriente podría ser muy elevada o se quemaría el resistor de arranque). Para evitar el problema del error humano se automatiza el sistema de arranque colocando contactares temporizados.
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Figura2, Motor dc con sistema de arranque automatizado. [2]
INVERSIÓN DE GIRO
Para invertir el giro en un motor dc, no más se requiere el cambiar el sentido de la corriente de inducción , por medio del cambio de polaridad en la alimentación del motor. Lo cual se utilizan elementos como diswich que permitirán cambiar la polaridad en las terminales de la alimentación. [pic 9]
UTILIZACION DEL MOTOR DC CON CONEXIONES DIFERENTES, CON CARGA MECANICA
Hay diferentes tipos de conexión en la maquina dc, funcionando como motor, lo cual cada una tiene una tiene ciertas diferencias, ya sea desde el arranque, velocidad respecto a la carga y demás características, estas son:
- Motor dc de excitación separada y en derivación:
El motor con excitación independiente es aquel que en su circuito de campo se alimenta de una fuente constante independiente y el motor con excitación en derivación es aquel en que su circuito de campo es alimentado por las terminales del inducido.
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Figura3, Motor dc de excitación separada. [3]
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Figura4, Motor dc de excitación shunt. [4]
Para esta configuración, la corriente de inducido es igual a la corriente de carga , a diferencia de la configuración en derivación que la corriente de carga es igual a la suma de la corriente de inducido más la corriente de campo , la diferencia de estas dos configuraciones radica en la obtención de estas corrientes, de igual forma la ecuación de voltajes es igual para ambas configuraciones, , donde y , lo cual se llega a que la velocidad es lineal decreciente a medida en que aumenta el par.[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]
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- Motor cd de excitación en serie:
Aquel donde sus devanados de campo consta de pocas vueltas conectadas en serie con el circuito del inducido, para este circuito la corriente de campo, la corriente de inducido y la corriente de carga son iguales, .[pic 18]
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Figura5, Motor dc de excitación serie. [4]
Por medio del LVK se obtiene la siguiente ecuación , para esta maquina conforme se aumenta la carga también lo hace el flujo , por lo que este aumento contribuye a la disminución de . La ecuación característica del par-velocidad del motor es la siguiente , cuando el par en la maquina es cero la velocidad tiende a infinito, por lo que causaría graves daños en la máquina. [pic 20][pic 21][pic 22][pic 23]
- Motor cd de excitación compuesta
Es aquel que incluye tanto campo en derivación como un campo en serie. Esta configuración tiene dos tipos de composiciones, que es la acumulativa donde las fuerzas magneto motriz del campo en derivación y en serie se suman cada una para dar una más grande, y diferencial donde la fuerza magneto motriz del campo en derivación como el de serie se restan.
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Figura6, Motor dc de excitación compuesta larga. [3]
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Figura7, Motor dc de excitación compuesta corta. [3]
Donde la ecuación de voltaje en sus terminales es la siguiente, y sus corrientes , donde la corriente de campo efectiva es igual , dependiendo si es acumulativa (+) o si es diferencial (-).[pic 26][pic 27][pic 28]
Compuesto acumulativo: Esta configuración comprende a tener un flujo constante y una proporcionalidad de con el flujo, es decir tiene un mayor par de arranque que un motor en derivación, pero menor a uno en serie, este combina las mejores características de cada configuración, donde el par de arranque es más grande, y no presenta desbocamiento en vacío. [pic 29]
Compuesto diferencial: Cuando la fuerza magneto motriz en derivación y en serie se restan, lo que ocasiona que al aumentar la carga en el motor se incremente pero el flujo disminuya, por lo que aumenta, este aumento a la vez aumenta a un mas IA, por que se repite de nuevo el proceso a nuevos valores más altos, es decir a una es más grande, por lo que puede provocar el desbocamiento de la máquina, esta configuración no es muy utilizada debido a la inestabilidad. [pic 30][pic 31][pic 32]
REGULACION DE VELOCIDAD
La regulación de velocidad, es el cambio de velocidad debido a la variación de la carga, donde esta dicta aproximadamente la inclinación de la pendiente de la curva par-velocidad.
Una regulación positiva determina que la velocidad del motor cae cuando se incrementa la carga y la regulación es negativa cuando la velocidad del motor aumenta, a medida en que se disminuye la carga.
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Para esta práctica se utilizó una maquina multifuncional DC la cual se observa en la Figura 12.
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Figura12, Motor dc LEYBOLD.
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