SEP D.G.E.S.T
I.T.L.P
INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA PIEDAD
INGENIERÍA ELECTRONICA
MAQUINAS ELÉCTRICAS PROF: HERNÁNDEZ RODRÍGUEZ RODOLFO GUADALUPE APUNTES DE TIPOS DE MOTORES POR: BALBAS MORALES JULIA ALEJANDRA
6ºE
LA PIEDAD MICH, 15/MAYO/2010
MOTOR EN DERIVACION
Un motor DC en derivación es aquel cuyo circuito de campo se obtiene su potencia directamente de las terminales del inducido del motor. Se supone que el voltaje de alimentación al motor es constante. Una característica de las terminales de una maquina es una grafica de las cantidades de salida son el par al eje y la velocidad; por tanto, su característica de los terminales es una grafica del par contra la velocidad en su salida. Es importante tener en cuanta que, para una variación lineal de la velocidad del motor con respecto al par, los otros terminales de esta expresión deben permanecer constantes cuando cambia la carga. Se supone que el voltaje en las terminales, suministrado por la fuente de potencia DC, es constante. Las variaciones de voltaje afectaran la forma de curva par-velocidad. La reacción del inducido es otro efecto interno del motor que cambien puede afectar la forma de la curva par-velocidad, si un motor presenta reacción del inducido, el efecto de debilitamiento del flujo reduce el flujo en la maquina a medida que aumenta la carga. Si un motor tiene devanados de compensación, es claro que no se presentaran los problemas de debilitamiento del flujo de la maquina, y esta será constante. Si un motor DC en derivación tiene devanados de compensación tal que su flujo es constante, independientemente de la carga, y se conocen la velocidad y la corriente del inducido del motor para cualquier otro valor de esta, mientras que se conozca o pueda determinarse la corriente del inducido.
REGULACIÓN DE VELOCIDAD
Control de velocidad en motores DC en derivación. ¿Cómo se puede controlar la velocidad de un motor DC en derivación? Existen dos formas comunes y otro menos común. Las dos formas comunes utilizadas para controlas la velocidad de una maquina DC en derivación son. 1.- Ajustando la resistencia Rf (y por tanto, el flujo del campo).
2.- Ajuste el voltaje en las terminales, aplicado al inductor. El método menos común de control de la velocidad. 3.- insertando una resistencia en serie con el circuito del inductor. MOTOR DC SERIE
Un motor DC serie es un motor cuyo devanado de campo relativamente consta de unas pocas vueltas conectadas en serie con el circuito del inducido. En un motor DC serie, la corriente del inducido, la corriente de campo y la corriente de línea son iguales. Características en las terminales de un motor serie Para determinar la característica en las terminales de un motor de serie, el análisis se basara en la premisa de que la curva de magnetización es lineal, y luego se consideraran los efectos de la saturación en un análisis grafico. Cuando el par de este motor tiende a cero, su velocidad tiende a infinito. En la práctica el par nunca puede llagar a cero debido a que es necesario contrarrestar las perdidas mecánicas, en el núcleo y misceláneas. Sin embargo, si no es conecta otra carga al motor, este puede girar con demasiada rapidez y producir un daño severo. Nunca desarme por completo un motor serie ni conecte uno de ellos a una carga resiente una correa u otro mecanismo que pudiera romperse si ocurriera eso y resultado el motor llegase a quedar sin carga mientras esta girando, el resultado podría ser grave. Controlador de velocidad de motores DC serie. A diferencia del motor DC en derivación, hay solo una forma eficiente de variar la velocidad de un motor DC serie: cambiar el voltaje en las terminales del motor. La velocidad de los motores DC serie puede ser controlada también insertando una resistencia en serie en el circuito del motor, pero esta técnica despilfarra potencia y solo se utiliza en periodos intermitentes. Durante el arranque de algunos motores.
MOTOR (OMPOUND)
Es aquel que tiene campo en derivación y campo en serie. En tal motor se marcan en las dos bobinas de campo tienen el mismo significado que los
marcados en un transformador: la corriente que fluye hacia dentro, por el punto, produce una fuerza magnetomotriz positiva. Si la corriente fluye hacia dentro por los puntos marcados en las dos bobinas de campo, las fuerzas magnetomotrices resultantes se suman para producir una fuerza magnetomotriz total mayor. Esta situación se conoce como composición acumulativa. Si la corriente de una bobina de campo fluye hacia dentro por el punto, mientras que la corriente de la otra bobina de campo sale por el punto, las fuerzas magnetomotrices se restan. Los puntos redondos corresponden a la composición acumulativa del motor y los cuadrados, a la composición diferencial. Características de colección Características Par-Velocidad de un motor DC compuesto acumulativo Hay una componente de flujo que es constante y otra componente que es proporcional a la corriente del inducido (y, por tanto, su carga). Por consiguiente, el motor acumulativo tiene un par de arranque mayor que un motor en derivación (cuyo flujo es constante), pero menor par de arranque que un motor serie (cuyo flujo total es proporcional a la corriente del inducido). Características de Par-Velocidad de un motor DC compuesto diferencial. En el motor DC compuesto diferencial, las fuerzas magnetomotrices del campo en derivación y del campo serie se restan una de otra. Esto significa que cuando la carga aumenta en el motor Ia se incrementa y el flujo en el motor disminuye, la velocidad del motor aumenta. Esta aumento de velocidad causa otro incremento en la carga, el cual eleva más o Ia disminuye más el flujo e incrementa de nuevo, la velocidad. Como resultado de esto, el motor compuesto diferencial es inestable y tiende a embalarse. Esta inestabilidad es pero que la de un motor en derivación con reacción del inducido. Es tan malo que un motor compuesto diferenciales inadecuados para cualquier aplicación. Control de velocidad en el motor DC acumulativo Las técnicas disponibles para controlar la velocidad de un motor DC compuesto acumulativo son iguales a las empleadas en el motor en derivación: 1.- cambio de la resistencia de campo RF 2.- cambio de voltaje del inducido VA 3.- cambio de la resistencia del inducido RA Los argumentos que describen los efectos del cambio en RF o en VA son muy similares a los expuestos anteriormente para el motor en derivación.
En teoría, el motor de compuesto diferencial podría ser controlado de manera semejante, pero esto poco importan, puesto que el motor compuesto diferencial casi nunca se utiliza.
GENERADORES DE CD Los generadores de CD son maquinas de CD utilizadas como generador. Como no hay diferencias reales entre un generador y un motor excepto en la dirección del flujo de potencia. Hay cinco tipos principales de generadores de CD, clasificados de acuerdo con la forma en que se produce su flujo de campo: 1.- Generador de excitación separada. El flujo de campo se deriva de una fuente de potencia separada independiente del generador en simismo. 2.- Generador en derivación. El flujo de campo se deriva de la conexión del circuito de campo directamente a través de los terminales del generador. 3.- Generador en serie. El flujo de campo se produce por la conexión del circuito de campo en serie con el inducido del generador. 4.- Generador compuesto acumulativo: e el están presentes tanto el campo en derivación como el campo en serie y sus efectos son aditivos. 5.- Generador compuesto diferencial. En el están presentes tanto el campo en derivación como el campo en serie, pero sus efectos se restan. Estos tipos de generadores de CD difieren en sus características en los terminales (voltaje-corriente), y por lo tanto en las aplicaciones para las cuales son adecuados. Los generadores de CD se comparan entre si por su voltaje, potencial, eficiencia y regulación de voltaje. La regulación de voltaje se define por medio de la ecuación. VR = Vsc-Vpc/Vpc*100% Vsc = Voltaje en los terminales del generador en vació Vpc = Voltaje en los terminales del generador a plena carga. Es una medida aproximada de la forma de la característica voltaje-corriente del generador: una regulación de voltaje positiva significa una característica descendente y una regulación de voltaje negativa significa una característica ascendente.
Todos los generadores son accionados por una fuente de potencia mecánica, que normalmente se llama motor primario del generador.
GENERADOR DE EXCITACIÓN SEPARADA Características en los terminales de un generador de CD de excitación separada. Es la grafica de las cantidades de salida del dispositivo una frente a la otra. Para un generador de CD, las cantidades de salida son el voltaje en los terminales y la corriente de línea, la característica en los terminales de un generador de excitación separada es entonces una grafica de VT frente a IL a una velocidad constante W. por ley de voltaje de kirchhoff, el voltaje en los terminales es VT= EA-IARA. Puesto que el voltaje interno generado es independiente de IA, la característica en los terminales de un generador de excitación separada es una línea recta. ¿Qué sucede en un generador de este tipo cuando se incrementa la carga? Cuando se incrementa la carga suministrada al generador, IL (y por lo tanto IA) aumenta. Conformé se eleva la corriente del inducido, se incrementa la caída IARA, por la que cae el voltaje en los terminales del generador. Esta característica en los terminales no siempre es completamente exacta. En los generadores sin derivados de compensación del inducido y una reacción del inducido provoca un debilitamiento del flujo. Este debilitamiento del flujo provoca una disminución de EA=kø W que provoca una mayor disminución en el voltaje en los terminales del generador.
GENERADOR DE CD EN DERIVACION Característica de los terminales de un generador de CD en derivación. La característica de los terminales de un generador de CD en derivación difiere de la de un generador de CD de excitación separada en que la cantidad de corriente de campo de la maquina depende de su voltaje en los terminales. Para entender la característica de los terminales de un generador en derivación, se debe comenzar con la maquina disminuye con el. Esto provoca que disminuya el flujo en la maquina, disminuyendo EA. GENERADOR DE CD EN SERIE
Características: La curva de magnetización de un generador de CD en serie es muy parecida a la curva de magnetización de cualquier otro generador. Sin embargo, en vació no hay corriente de campo, por lo que se reduce Vi a un pequeño nivel dado por el flujo residual en la maquina. Conforme se incrementa la carga, aumenta la corriente de campo, por lo que EA aumenta rápidamente. GENERADOR DE CD COMPUESTO ACUMULATIVO Características: 1.- conforme se eleva IA, aumenta también la caída de voltaje IA(RA+RS). Esto tiene a causar un incremento en el voltaje en los terminales VT = EA+IA (RA+RS). 2.- conforme se eleva IA, aumenta también la fuerza magnetomotriz de campo en serie FSE =NSE IA. Esto incrementa la fuerza magnetomotriz total que a su vez aumenta el flujo en el generador. El aumento en el flujo del generador incrementa EA, que a su vez tiende a hacer que VT = EA+IA (RA+RS) se eleve. Estos dos efectos de oponen el uno al otro, uno tiende a incrementar Vt y el otro tiende a disminuir Vt. ¿Qué efecto predomina en una maquina dada? Todo depende de cuantas vueltas en serie hay en los polos de la maquina. 1.- Pocas vueltas en serie (NSE pequeño) 2.- Más vueltas en serie (NSE más grandes) 3.- Se añaden aun mas vueltas en serie (NSE grande) OTRAS APLICACIONES DE LOS GENERADORES Aunque los generadores se emplean fundamentalmente como fuente de energía eléctrica, hay también algunos usados para una gran variedad de aplicaciones. Generador de excitación independiente como amplificador giratorio. Tres tipos posibles de aplicaciones de los generadores de excitación independiente son 1.- amplificación 2.-control sensible 3.- sistema de control automático de motores
La acción amplificadora se consigue debido a que pequeñas intensidades de corriente en el circuito de excitación pueden producir cambios muchos mayores en la corriente del inducido. Se pueden obtener ganancias de 10 a 100 y para este tipo de aplicaciones se le llama a veces al generador amplificador giratorio. Es posible obtener un control sensible de la salida del generador, debido a la alta relación de los cambios de corriente del inducido en los de la corriente del inducido en los de la corriente de un generador y controlando la salida del generador por medio de su circuito de excitación. Todos estos tipos de aplicaciones requieren que un generador sea arrastrado por otro elemento, normalmente un motor eléctrico.
AMPLIDINAS
La amplidina (o máquinas análogas) es una dinamo estudiada para amplificar una corriente con un tiempo de respuesta muy reducido. Su principio está basado en el efecto de reacción del inducido, en una máquina cuyos circuitos magnéticos se hallan muy lejos de la saturación. Prácticamente, la amplidina se presenta como una dinamo bipolar, con cuatro líneas de escobillas, según se indica en la fig. 3.
– Dos líneas B1 y B2 conectadas al circuito exterior y colocado sobre el colector perpendicularmente al eje de los polos principales de la máquina.
–
Dos líneas B3 y B4 en cuadratura con las B1 y B2, y conectadas en cortocircuito.
SISTEMA WARD CEONARD
Es utilizado para la variación de velocidad en motores de corriente continua de excitación independiente.
Consiste en un motor asíncrono trifásico que lleva acoplado mecánicamente un generador de CC. De excitación separada cuyo ajuste permite obtener diferentes tensiones de salida en escobillas. El generador alimenta posteriormente el inducido de un motor de CC. Conexitacion independiente. La tensión necesaria para alimente de los inductores se obtiene de un pequeño generador en derivación acoplado al mismo eje mecánico del motor C.A.
MAQUINAS SINCRONAS
La máquina síncrona está compuesta básicamente de una parte activa fija que se conoce como inducido o ESTATOR y de una parte giratoria coaxial que se conoce como inductor o ROTOR. El espacio comprendido entre el rotor y el estator, es conocido como entrehierro. Esta máquina tiene la particularidad de poder operar ya sea como generador o como motor.
Su operación como alternador se realiza cuando se aplica un voltaje de c-c en el campo de excitación del rotor y a su vez éste es movido o desplazado por una fuente externa, que da lugar a tener un campo magnético giratorio que atraviesa o corta los conductores del estator, induciéndose con esto un voltaje entre terminales del generador Su operación como motor sincrono se realiza cuando el estator es alimentado con un voltaje trifásico de c.-a y consecutivamente el rotor es alimentado con un voltaje de c-c.
EL GENERADOR SÍNCRONO
Los generadores síncronos o alternadores son máquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna.
El generador síncrono consiste en un electroimán girando, llamado rotor cilíndrico generalmente, al lado de una bobina, estator conectado en estrella el cual por efecto de la rotación del rotor va a inducir tensión trifásica en el estator, para esto tiene que haber una velocidad relativa entre el rotor (también llamado campo) y el estator (o armadura).
Si en un generador síncrono se aplica al embobinado del rotor una corriente continua, se producirá un campo magnético en el rotor. Entonces el rotor del generador se impulsará por medio de un motor primario, lo cual producirá un campo magnético rotatorio dentro de la máquina. Este campo magnético rotatorio inducirá un sistema trifásico de voltajes dentro del embobinado del estator del generador.
FUENTES DE INFORMACIÓN
http://www.minas.upm.es/dep/Sistemas-Energeticos/TEMA4.PDF http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/itiei/mqe/apuntes/TME4.pdf
