Ejercicio
2 -1
Motor ce con excitació excitación n independi independiente ente
OBJETIVO OBJETIVO DEL EJERCIC EJERCICIO IO Después Después de completar completar este ejercici ejercicio, o, usted será capaz capaz de demostrar demostrar las princip principales ales caracte caracterís rística ticass de funci funciona onamie miento nto de un motor motor c.c. c.c. con excita excitació ciónn indepe independi ndiente ente,, emplea empleando ndo el módulo módulo Motor/G Motor/Gene enerad rador or CC.
PRESENTACiÓN Uste Ustedd ya vio vio que un motor motor c.c. está comp compue uesto sto,, bási básica came ment nte, e, de un imán imán fijo fijo (est (estato ator) r) y de un imán imán gira girato tori rioo (rot (rotor or). ). Como Como lo ilust ilustra ra la Figu Figura ra 2-7, 2-7, mucho muchoss motore motoress c.c. c.c. utiliz utilizan an un electr electroim oimán án como estator. estator.
ELECTROIMÁN DEL ESTATOR ESTATOR
--I
ROTOR (ARMADURA)
Figura 2-7. Motor Motor
ce
simplif simplificad icado o
con un electroi electroimá mán n
como como estato estator. r.
Cuando Cuando la aliment alimentaci ación ón del elect electroi roimán mán del estato estatorr se sumi suminis nistra tra a partir partir de una fuen fuente te sepa separa rada da,, sien siendo do ésta ésta fija fija o varia variabl ble, e, el motor motor se llama llama motor motor c.c. c.c. con con excita excitació ciónn indepe independi ndient ente. e. Alguna Algunass veces veces tambié tambiénn se lo llama llama motor motor c.c. c.c. con campo campo independien independiente. te. El comportamient comportamientoo eléctrico eléctrico y mecáni mecánico co de un moto motorr c.c se pued puedee compr compren ende derr exam examin inan ando do su circu circuito ito eléc eléctri trico co equi equiva vale lent ntee simpl simplifi ificad cado, o, que que se muestra muestra en la Figura Figura 2-8. 2-8.
Motor ce con excitació excitación n independie independiente nte
----
R A
10 . L~ lA
ERA
+ EA
Lo Figura Figura 2-8. 2-8. C Circuit ircuito o equiva equivalent lente e simplificad simplificado o
1 J
Ecc~
de un un motor motor
ce.
En el circu circuito ito,, EAes el voltaj voltajee aplica aplicado do a las las escobil escobillas las del motor, motor, lA es la corríen corríente te que fluye por dichas escobillas y R A es la resis resisten tencia cia entre entre estas estas última últimas. s. Note Note que, por por lo gene genera ral,l, EA' EA' lA lA Y R A se llaman llaman voltaj voltaje, e, corrie corriente nte y resistenci resistenciaa de armadura, armadura, respectivame respectivamente. nte. ERA ERAes es la caída de voltaje voltaje a través de la resistencia resistencia de armadura. armadura. Cuando Cuando el motor motor gira gira ..se produ produce ce un voltaj voltajee induci inducido do ECFEM' ECFEM' que es propo proporci rciona onall a la velocidad velocidad del motor. motor. Este voltaje voltaje inducido inducido se represen representa, ta, en el circuito circuito equivalente equivalente simpl simplifific icad adoo de la Figu Figura ra 2-8, 2-8, por por medi medioo de una fuente fuente c.c.. El motor motor tamb tambié iénn desarr desarroll ollaa un par par T, propo proporci rciona onall a la corrie corriente nte de armad armadura ura.. El compor comportami tamient entoo del moto motorr se basa basa en las dos ecua ecuaci cion ones es de más más abaj abajo. o. La prim primer eraa rela relaci cion onaa la velo veloci cida dadd n del del motor motor con con el vol volta taje je indu induci cido do ECFEMY la segu segund ndaa el par T con la corrie corriente nte de armadur armaduraa lA'
donde
K1 es una cons constant tantee expres expresada ada en r/min r/minN, N, K2 es una constan constante te expres expresada ada en N'm/A N'm/A o Ibrpl Ibrplg/A g/A..
Cuando se aplica aplica un voltaje voltaje EAa la armadura armadura del motor motor c.c. y éste no tiene acoplada ning ningun unaa carg cargaa mecá mecáni nica ca,, la corr corrie iente nte de armad armadur uraa lA' lA' que que circ circul ulaa en el circui circuito to equi equiva vale lent ntee de la Figu Figura ra 2-8, 2-8, es const constan ante te y tiene tiene un valo valorr muy muy bajo bajo.. Como Como resultado, resultado, la caída de voltaje ERA ERAaa través de la resistencia resistencia de armadura armadura es tan baja baja que no es es necesar necesario io consid considera erarla rla y se se puede puede estima estimarr que ECFEM es igual al voltaje de armad armadura ura EA' Por lo lo tant tanto, o, como como ECFEM es proporci proporcional onal a la velocidad velocidad n del motor, la relación relación entre dicha velocidad velocidad y el volt voltaje aje de armadu armadura ra EAes una una línea recta. Esta relaci relación ón lineal lineal se ilustr ilustraa en la Figur Figuraa 2-9, 2-9, donde donde la pend pendien iente te de la línea línea recta recta es . igual igual a la consta constante nte K1
~
~
Motor c e con excita excitació ción n indepe independi ndient entee VELOCI VELOCIDAD DAD
n DEL MOTOR MOTOR (r/min)
PENDIENTE=K
VOLT VOLTAJ AJE E
DE ARMA ARMADU DURA RA
E
1
A
(V )
Figura Figura 2-9. 2-9. Relac Relación ión lineal lineal entre entre la veloci velocidad dad del motor motor y el voltaje voltaje de armadu armadura. ra.
Dado Dado que que la rela relaci ción ón entr entree el volt voltaj ajee EA y la veloc velocid idad ad n es line lineal al,, se puede puede consi conside dera rarr que que el motor motor c.c. c.c. es un conve convert rtid idor or line lineal al volta voltaje je-ve -velo loci cida dad, d, como como lo muestra muestra la Figura Figura 2-10. 2-10.
ENTRAD ENTRADA A ~ VOL VOL TME DE ARMADO ARMADORA RA
E,
¡
e
K'~~
~ " ~'-
Figura 2-10. 2-10. Motor
SALIDA"
VELOCIDAD"
DEL MOTOR
~ " ' - " ' - " ' - ~ ~
ce como como
convertidor convertidor
voltaje-velo voltaje-velocidad. cidad.
Igual Igual tipo de relació relaciónn existe existe entre entre el par par T del motor motor y la corrie corriente nte de armad armadura ura lA De este este modo modo,, un motor motor cc. tamb tambié iénn se puede puede consi conside dera rarr como como un conv convert ertid idor or line lineal al corri corrien ente te-pa -par. r. La Figur Figuraa 2-11 2-11 ilus ilustra tra la relaci relación ón line lineal al entre entre el par par T y la corrie corriente nte de armad armadura ura lAdel motor. motor. La constan constante te K2 es la pendie pendiente nte de la recta recta que relaci relaciona ona ambos. ambos. En la Figu Figura ra 2-12 2-12 se muestra muestra el conve convertid rtidor or lineal lineal corriente corriente-pa -parr
----------- --- ------
~
Motor ce con con excitació excitación n independie independiente nte PAR T DEL MOTOR MOTOR
i
(N·m O Ibf'plg) Ibf'plg) PENDIENTE
CORR CORRIE IENT NTE E
= K
2
DE ARMA ARMADU DURA RA
I A
(A)
Figura Figura 2-11. 2-11. Relació Relación n lineal lineal entre entre el par par del motor motor y la corrien corriente te de armadu armadura. ra.
ENTRADA = CORRIENTE DE ARMA ARMADU DURA RA
I
SALIDA = PAR T DEL MOTOR MOTOR
A
Figura 2-12. 2-12. Motor CC como como conver convertido tidorr
corrien corriente-p te-par. ar.
Cuan Cuando do la corr corrie ient ntee de armad armadur uraa lA aume aument nta, a, la caíd caídaa de volt voltaj ajee ERA(RA X lA) a trav través és de la resi resiste stenc ncia ia de arma armadu dura ra tamb tambié iénn crece crece y se debe tene tenerr en cuenta. cuenta. Como resulta resultado, do, ya no se pued puedee consid considera erarr que el voltaj voltajee de armad armadura ura EAes igual igual al voltaj voltajee ECFEM solamente solamente,, sino sino a la suma de ECFEM YERA'como lo indica la siguiente ecuación:
Por lo tant tanto, o, cuando cuando a un motor motor c.c. se le apli aplica ca un volt voltaje aje de armadur armaduraa fijo fijo EA' la caíd caídaa de volta voltaje je ERAa ERAa trav través és de la resis resiste tenc ncia ia de armad armadur uraa sube sube mien mientr tras as la corr corrie ient ntee de armad armadur uraa lA aume aument ntaa y esto esto prov provoc ocaa la dis dismi minu nuci ción ón de EcFEM' Lo anteri anterior or también también causa causa la dismin disminuci ución ón de la veloci velocidad dad n del motor motor porque ésta es propor proporcio cional nal a EcFEM. Lo anteri anterior or se muestra muestra en la Figur Figuraa 2-13, 2-13, que es una una curva curva de la velo velocid cidad ad n del motor motor en funció funciónn de la corri corriente ente de armadu armadura ra lA' para para un volta voltaje je de armadu armadura ra fijo fijo EA'
~ -
Motor
ce con
excita excitació ción n indepe independi ndien ente te
VELOCIDAD
n DEL DEL MOTOR MOTOR (r/min)
VOLT VOLTAJ AJE E
DE ARMA ARMADU DURA RA
CORRIE CORRIENTE NTE
E FIJO FIJO
DE ARMADU ARMADURA RA
A
lA
(A)
Figu Figura ra 2-13 2-13.. Caíd Caída a de v velo elocid cidad ad voltaje voltaje de armadur armadura a E A fijo).
del del motor otor cuan cuando do aume aument nta a la corri corrien ente te
de arm armadur adura a
(par (para a un
Resumen Resumen del proceso proceso En la prim primera era parte parte del ejerci ejercicio cio,, usted usted montar montaráá el equip equipoo en el Puesto Puesto de trabajo trabajo,, lo conecta conectará rá como como lo mues muestra tra la Figur Figuraa 2-14 2-14 y realiz realizará ará los ajuste ajustess apropi apropiado adoss en el módulo módulo Motor Motor de impulsi impulsión ón / Dinamóme Dinamómetro tro.. En la segunda segunda parte, medirá la resistencia resistencia de armadura armadura RAdel Motor/Genera Motor/Generador dor CC Cuando Cuando lAes muy peque pequeña, ña, no es posibl posiblee medir medir dicha resisten resistencia cia directa directamen mente te con un ohmímetro ohmímetro convencional convencional debido a que que la característic característicaa no lineal lineal de las las escobillas escobillas del del moto motorr prov provoc ocaa un resul resulta tado do inco incorr rrec ecto to.. El méto método do gene genera rall util utiliz izad adoo para para dete determi rmina narr la res resis iste tenc ncia ia de armad armadur uraa RA cons consis iste te en conec conectar tar una una fuen fuente te de alimen alimentac tación ión c.c. a la arma armadur duraa del motor motor y medir el voltaje voltaje requerido requerido para producir producir la circul circulaci ación ón de la corrie corriente nte nomina nominall en el bobin bobinado ado de armadur armadura. a. No se alime alimenta ntann los electro electroima imanes nes del estato estatorr para para asegurar asegurarse se de que que el motor motor no gire gire y que que ECFEM sea sea igua iguall a cero cero.. El coc cocie iente nte entre entre el volt voltaj ajee de armad armadur uraa EA y la corrie corriente nte de armadu armadura ra lAproporci lAproporciona ona directa directamen mente te la resisten resistencia cia de armadu armadura ra RA. ~ Nota: El motor motor no deberá deberá rotar rotar porque porque está está cargad cargado o mecáni mecánicam cament ente. e.
En la ter terce cera ra parte parte del ejerc ejercic icio io,, uste ustedd medi medirá rá valo valore ress y traz trazar aráá una una curva curva de la velo veloci cida dadd n del del motor motor en funci función ón del del volta voltaje je de armad armadur uraa EA De esta esta mane manera ra demo demost stra rará rá que, que, en condi condici cion ones es de vacío vacío,, la vel veloc ocid idad ad de un motor motor c.c. c.c. con con excita excitació ciónn indepe independi ndient entee es propo proporci rciona onall al voltaj voltajee de armad armadura ura EA' En la cuarta parte, medirá valores y trazará una curva del par T del motor motor en función función de la corri corrien ente te de armad armadur uraa lA' lA' De esta esta mane manera ra demos demostr trar aráá que que el par par T de un moto motorr c.c. c.c. con con exci excita taci ción ón inde indepe pend ndie ient ntee es prop propor orci cion onal al a la corr corrie ient ntee de armadu armadura ra lA. En la la quint quintaa parte parte del ejercic ejercicio, io, usted usted demostr demostrará ará que cuando cuando se fija fija un valor valor para para el volta voltaje je de arma armadu dura ra EA, EA, la la velo veloci cida dadd de un moto motorr c.c. c.c. con con exci excita taci ción ón indepe independi ndient entee dismin disminuye uye con el aume aumento nto de la corrie corriente nte de armad armadura ura o del del par, a causa causa del aumento aumento de la caída caída de voltaj voltajee a travé travéss de la resiste resistenci nciaa de armadu armadura. ra.
Motor
ce con
excita excitació ción n indepe independi ndient entee
EQUIPO REQUERIDO REQUERIDO A fin de obte obtener ner la list listaa de los apar aparatos atos necesa necesario rioss para para este ejerci ejercicio cio,, consul consulte te la Tabla Tabla de utili utilizac zación ión de los equi equipos pos del Apéndi Apéndice ce C. PROCEDIMIENTO iADVERTENCIA! Durante urante esta esta exper experien iencia cia de labor laborato atorio rio,, usted usted estar estará á en presen presencia cia de voltaje voltajes s eleva elevados dos.. No realice realice ninguna ninguna conex conexión ión en los los circuitos circuitos bajo bajo tensión tensión,, salvo salvo indicac indicación ión contrar contraria. ia.
Montaje Montaje del equipo equipo
o
1. Dentro Dentro del Puesto Puesto de trab trabajo ajo EMS, insta instale le los sigu siguien ientes tes módulo módulos: s: la Fuente Fuente de alim alimen enta taci ción ón,, el Moto Motorr de impu impuls lsió iónn / Dina Dinamó móme metr tro, o, el Moto Motor! r! Genera Generador dor CC y la Interf Interfaz az para para la adqu adquisi isició ciónn de datos datos (DA (DAI). I). Nota: Si usted usted está realiz realizand ando o el ejerci ejercicio cio emp emplea leando ndo el siste sistema ma EMS, EMS, asegúr asegúrese ese de que las escobi escobilla llas s del Motor/G Motor/Gene enerad rador or CC esté estén n ajus ajusta tada das s en la zon zona a neut neutra ra.. Para Para hace hacerl rlo, o, cone conect cte e una una fuente fuente de aliment alimentaci ación ón c.a. c.a. (termi (terminal nales es 4 y N de la Fuent Fuente e de alimentación) a la armadura armadura del Motor/Generad Motor/Generador or CC (termina- les 1 y 2) a trav través és de la entr entrad ada a CORR CORRIE IENT NTE E 11 del del módu módulo lo Inte Interf rfaz az para para la adqu adquis isic ició ión n de dato datos. s. Cone Conect cte e el deva devana nado do en deriva derivació ción n del Mot Motor/ or/Gen Genera erador dor CC (terminales 5 y 6) a la entrad entrada a VOL TAJE TAJE E1 del módulo módulo Interf Interfaz az para para la adquis adquisici ición ón de datos. datos. Inicie Inicie la aplicaci aplicación ón Apa Aparat ratos os de Medic Medición ión y abra el archivo archivo de config configura uració ción n existe existente nte ACMOTO ACMOTOR1. R1.DA DAI. I. Encien Encienda da la Fuente Fuente de alimentación y ajust ajuste e la perill perilla a de contro controll de voltaje voltaje para que en la armadura armadura del Motor/Gener Motor/Generador ador CC circule circule una corriente corriente c.a. (indic (indicada ada por el med medido idorr 11),igual 11),igual a la mitad mitad del valor valor nominal nominal de la corri corrien ente te de arma armadu dura ra.. Ajus Ajuste te el niv nivel el de regu regula laci ción ón de las las escobillas escobillas del Motor/Genera Motor/Generador dor CC para para que el voltaje voltaje a través del del deva devana nado do en deri deriva vaci ción ón (que (que apar aparec ece e en el med medid idor or E1) E1) resu result lte e míni mínimo mo.. Apag Apague ue la Fue Fuent nte e de alim alimen enta taci ción ón,, salg salga a de la aplica aplicació ción n Apa Aparat ratos os de Me Medic dición ión y desco desconec necte te todos todos los cables. cables.
Acople mecán cánicamen mente el Motor tor de impulsión / Dinamómet metro Motor/G Motor/Gene enerad rador or CC emple empleand andoo una corre correaa dentada dentada..
al
o
2. En la Fuente Fuente de alim alimenta entació ción, n, asegúr asegúrese ese de que el el interr interrupt uptor or princi principal pal esté esté en la posic posició iónn O (apa (apaga gado do)) y que que la per perililla la de cont contro roll de volta voltaje je se encuen encuentre tre girada girada completa completamen mente te hacia hacia la izquie izquierda rda.. Asegúr Asegúrese ese de que que la Fuente Fuente de alime alimenta ntació ciónn esté esté conecta conectada da a una una fuente fuente trifási trifásica. ca.
o
3. Aseg Asegúr úres esee de que que el cab cablle del del puer puerto to USB USB de la comp comput utad ador oraa conecta conectado do a la DA/. DA/.
esté esté
Conect Conectee las entrad entradas as ALIMENT ALIMENTACi ACiÓN ÓN BAJA POTEN POTENCIA CIA de los los módulo móduloss DAI y Motor Motor de impuls impulsión ión / Dinamó Dinamómetr metroo a la salida salida 24 V - CA CA de la Fuente Fuente de alimentación. __ __ _ _ __ '_ ------
Motor c e con excita excitació ción n indepe independi ndien ente te En la Fuent Fuentee de alime aliment ntac ació ión, n, colo coloqu quee el inter interru rupt ptor or 24 V - CA en la posición posición I (encendid (encendido). o).
o
4. Inicie Inicie la la aplica aplicació ciónn Aparato Aparatoss de Medi Medició ción. n. Dentro de la aplicación aplicación Aparatos Aparatos de Medición, Medición, abra el archivo archivo de configur configuraación ción existen existente te DCMOTOR DCMOTOR 1.DAI Y luego luego selecci seleccione one ver dispos disposici ición ón 2.
o
5. Mont Montee el circ circui uito to del del moto motorr c.c. c.c. con con exci excita taci ción ón inde indepe pend ndie ient ntee de la Figura Figura 2-14 Como Como se indica indica en ésta, ésta, deje deje el circui circuito to abierto abierto en los los puntos puntos A y B.
+ 11
+ E1
j
2
~
r
[B
5 DEVANADO SHUN SHUNT T DEL DEL MOTO MOTOR R CC
REÓSTA REÓSTATO TO DEL MOTO MOTOR R CC
Figura 2-14. 2-14. Motor
o
con ce con
excitación excitación indepen independien diente te
acoplad acoplado o al Dinam Dinamóm ómetro etro..
6. Ajus Ajuste te los los cont contro role less del del módulo módulo Moto Motorr de impu impuls lsió iónn / Dina Dinamó mómet metro ro de la siguiente siguiente forma: Selector MODO DIN. Selector tor MODO CONTROL DE CARGA MAN AN.. Peri Perillllaa CONT CONTRO ROLL DE CARG CARGA A MÁX, MÁX, (der (derec echa ha)) Selector VISUALIZADOR VELOCIDAD (N)
, -
~ -
~
Motor
ce con
excita excitació ción n indepe independi ndient entee Nota: Si Si realiz realiza a el ejerci ejercicio cio emp emplea leando ndo L VS/~VS/~-EM EMS, S, usted usted po podrá drá enfocar con el zoom el módulo Motor de impulsión / Dinamó Dinamómet metro. ro. De esta esta manera manera pue puede de ver en en el pan panel el fronta frontal, l, las notas adicionales adicionales relativas relativas a los controles controles antes de ajustarlos. ajustarlos.
Dete Determi rmina naci ción ón
o
de la resi resiste stenc ncia ia
de arma armadu dura ra
7. Encien Encienda da la Fuente Fuente de aliment alimentaci ación ón coloca colocando ndo su interr interrupt uptor or princi principal pal en la posición posición I (encendi (encendido) do) y ajuste ajuste la peril perilla la de control control de voltaje voltaje para para que circu circule le la corr corrie iente nte nomi nomina nall de arma armadu dura ra en el Moto Motor/G r/Gen ener erad ador or CC CC.. La corrien corriente te de armad armadura ura aparec aparecee en el medid medidor or 11de la aplica aplicació ciónn Aparat Aparatos os de Medición. Nota: Las caracter característica ísticas s de cualquiera cualquiera de las máquina máquinas s Lab-Volt Lab-Volt están están indica indicadas das en el ángu ángulo lo inferio inferiorr izquie izquierdo rdo del pane panell fronta frontal l del del módu módulo lo.. Si usted usted está está real realiz izan ando do el ejerc ejercic icio io empl emplea eand ndo o LVS/~ LVS/~-E -EMS MS,, uste usted d podr podrá á obte obtene nerr las las carac aracte terí ríst stic icas as de cualqu cualquier iera a de ellas ellas dejando dejando el pun punter tero o del ratón ratón sobre sobre el roto rotorr de la máqu máquina ina de s su u interé interés. s. Despué Después s de un unos os segund segundos, os, apa aparec recerá erá en la panta pantall lla a un recua recuadr dro o con con las las cara caract cter erís ísti tica cas s de dich dicha a máquina.
Anot Anotee el valo valorr de la resi resiste stenc ncia ia de armad armadur uraa RA indica indicado do por el medido medidorr progra programab mable le 8. RA
o
=
_
Q
8. Gire Gire la per perililla la de cont control rol de volt voltaj ajee compl completa etame ment ntee haci haciaa la izq izqui uier erda da y apague apague la Fuente Fuente de aliment alimentaci ación ón coloca colocando ndo su inter interrup ruptor tor princi principal pal en la posición posición O (apagado). (apagado). Conecte Conecte los punto puntoss A y 8 del circui circuito to de la Figura Figura 2-14. 2-14.
Velo Veloci cida dadd
o
del del motor motor en func funció iónn del del volta voltaje je de arma armadu dura ra
9. Enciend Enciendaa la Fuente Fuente de aliment alimentaci ación. ón. En el el Motor Motor de impulsi impulsión ón / Dinamó Dinamómet metro, ro, coloqu coloquee la perill perillaa CONTRO CONTROLL DE CARGA CAR GA en la posici posición ón MíN. MíN. (compl (completam etament entee hacia hacia la izqu izquier ierda) da) En el el Motor Motor/Ge /Gener nerado adorr CC, coloq coloque ue el REÓST REÓSTATO ATO DE CAMPO CAMPO para para que la corri corrien ente te indi indica cada da por por el medid medidor or 12 de la apli aplica caci ción ón Apar Aparat atos os de Medici Medición ón sea igual igual al valo valorr dado dado en la siguie siguiente nte tabla: tabla:
Motor
con ce con
excita excitació ción n indepe independi ndient entee
VOLT VOLTAJ AJE E DE LíNEA
CORRIE CORRIENTE NTE DE CAMPO IF
V ca
mA
12 0
30 0
22 0
19 0
2 40
21 0
Tabl Tablaa 2-1. 2-1. Corri Corrien ente te de camp campoo del del moto motorr
o
ce.
10. En la la aplica aplicació ciónn Aparat Aparatos os de Medici Medición, ón, selecc seleccion ionee la función función para para corregir corregir el par par del medido medidorr T. Ahor Ahora, a, dich dichoo medi medido dorr indi indica ca el par de salid salidaa del del moto motorr c.c c.c .. Regi Regist stre re en la Tab Tabla la de Datos Datos la velo veloci cida dadd n, el volt voltaj ajee de armadu armadura ra EA' la corrie corriente nte de armad armadura ura lA, la corrie corriente nte de campo campo IF y el par de salida salida T del motor c.c. (indic (indicado adoss por los los medido medidores res N, E1, 11, 12Y T, respectivamen respectivamente te ). En la Fuente Fuente de alimentaci alimentación, ón, ajuste la perilla perilla de control de voltaje voltaje en 10%, 20%,30 20%,30%, %, etc., etc., hasta 100%, para para increme incrementa ntarr el voltaj voltajee de armadur armaduraa EA por etapas. etapas. En cada cada ajuste de voltaje voltaje,, espere que se estabilice estabilice la velocidad velocidad del motor y luego registre el valor en la Tabla de Datos.
o
11. Despué Despuéss de registr registrar ar todos todos los dato datos, s, gire gire la peri perilla lla de control control de voltaj voltajee completament completamentee hacia la izquierda izquierda y apague apague la Fuente de alimentación. alimentación. En la venta ventana na Tabl Tablaa de Dato Datos, s, conf confir irme me que que todo todoss los los dato datoss fuer fueron on almace almacenad nados. os. Luego Luego titule titule la tabla tabla de datos datos DT211 DT211 e imprim imprimaa dicha dicha tabla. tabla. manual al del del usua usuari rio, o, que que trat trata a sobr sobré é los los Nota: Consulte el manu instru instrumen mentos tos basado basados s en la comp computa utador dor para para EMS EMS de La Labb- Volt, Volt, para para saber saber cómo cómo editar editar,, titular titular e imprim imprimir ir una tabla de datos. datos.
D 12. En la ventan ventanaa Gráfico Gráfico,, realic realicee los ajuste ajustess apropi apropiado adoss para para lograr lograr un gráfic gráficoo
de la veloci velocidad dad n del del motor motor c.c. (obten (obtenida ida del medidor medidor N), en en función función del voltaj voltajee de armad armadura ura EA (obten (obtenido ido del medido medidorr E1). E1). Titule Titule el gráfico gráfico G211, G211, llame Voltaje Voltaje de armadura armadura al eje X, nombre Velocidad Velocidad del motor CC al eje eje y e imprima imprima el gráfico. gráfico. Consul ulte te el manu manual al del del usua usuari rio, o, que que trat trata a sobr sobre e los los Nota: Cons instru instrumen mentos tos basado basados s en la comp computa utador dor para para EMS EMS de La Lab-V b-Volt olt,, con con el obje objeto to de conoc conocer er cómo cómo util utiliz izar ar la ventan ventana a Gráf Gráfic ico o de la aplicación aplicación Aparatos Aparatos de Medición Medición para obtener y titular un gráfico, gráfico, ponerle ponerle nomb nombre re a sus ejes e imprimirlo.
¿Qué tipo de relación relación existe entre el voltaje voltaje de armadura EAy la veloci velocidad dad n del motor c.c.?
~
~
Motor
ce con
excita excitació ción n indepe independi ndient entee ¿Enc ¿Encue uent ntra ra uste ustedd que que este este gráf gráfic icoo conf confir irma ma que que un motor motor c.c. c.c. con con excitación excitación independien independiente te es equiva equivalente lente a un convertidor convertidor lineal lineal voltaje-vevoltaje-velocida locidad, d, donde donde un volt voltaje aje más alto produce produce una mayor mayor veloci velocidad dad??
o Sí
O No
Utilicee los dos últimos últimos puntos puntos de la relaci relación ón obteni obtenida da del gráfic gráficoo G211 G211 para para o 13. Utilic
calcul calcular ar la pendie pendiente nte K1. Los Los valore valoress de estos estos puntos puntos se encue encuentr ntran an en la tabla tabla de datos datos DT211. DT211. r/min V
K1 =
En la venta ventana na Tabla Tabla de Datos, Datos, borre borre los datos datos regist registrad rados. os. Par Par del del mo motor tor en funci función ón de la corri corrien ente te de arma armadu dura ra
Encienda da la Fuen Fuente te de alime alimenta ntació ción. n. o 14. Encien En el el Motor Motor/Ge /Gener nerado adorr CC, reajus reajuste te un poco poco el REÓSTA REÓSTATO TO DE CAMPO CAMPO para para que la corri corrient entee indica indicada da por el medido medidorr 12de la apli aplicac cación ión Aparat Aparatos os de Medición Medición sea igual igual al valo valorr dado dado en la Tabla Tabla 2-1 (si es necesar necesario) io).. En la Fuente de alimentac alimentación, ión, ajuste la perilla perilla de control control de voltaje voltaje para que la veloci velocidad dad del motor motor c.c. sea de 1.500 1.500 r/min. r/min. En el espaci espacioo en blanco blanco de más abajo, abajo, anote anote el valor valor del volta voltaje je de armad armadura ura EA' EA =
__
V
(n = 1.500 1.500 r/min) r/min)
partir de la aplicación aplicación Aparatos Aparatos de Medici Medición, ón, registre registre en la Tabla de Datos Datos o 15. A partir el par de de salida salida T, el volt voltaje aje de armadu armadura ra EA' la corr corrien iente te de armadu armadura ra lA' la corrie corriente nte de camp campoo IF y la veloci velocidad dad n del del motor c.c. (que (que aparecen aparecen en los medidores medidores T, E1, 11, 12Y N, respectivame respectivamente). nte). En el Motor Motor de impulsi impulsión ón / Dinamóme Dinamómetro tro,, coloqu coloquee el sele selector ctor VISUAL VISUALIZA IZA-DOR en la posición posición PAR (T). Luego Luego ajuste la perilla perilla CONTROL CONTROL DE CARGA CARGA para que el par indicado indicado por el visualizado visualizadorr del módulo módulo aumente aumente por etapas etapas de 0,2 N'm (2,0 (2,0 Ibf-plg) Ibf-plg) hasta alcanzar alcanzar 2,0 N'm (18,0 (18,0 Ibf-plg Ibf-plg). ). Para Para cada par ajus ajusta tado do,, reaj reajus uste te la peril perilla la de cont contro roll de volt voltaj ajee de la Fuent uentee de alim alimen enta taci ción ón para para que que el vol volta taje je de armad armadur uraa EA qued quedee igua iguall al valo valorr registr registrado ado en la etap etapaa anterio anterior; r; luego luego registr registree el valor valor en la Tabl Tablaa de Datos. Datos. cabo o esta esta etap etapa, a, la corri corrien ente te de Nota: Mientras se lleva a cab arma armadu dura ra pued puede e exce excede derr su valo valorr nomi nomina nal. l. Por Por lo tanto tanto,, se acon aconse seja ja comp comple leta tarl rla a dent dentro ro de un inter interva valo lo de 5 minutos o menos.
16. Desp Despué uéss de regis registra trarr todo todoss los los datos datos,, colo coloqu quee la per perililla la CONT CONTRO ROLL DE o 16. CARG CARGA A del del Moto Motorr de impul impulsi sión ón / Dina Dinamó móme metr troo en la posic posició iónn MiN. MiN. (comp (comple leta tame mente nte haci haciaa la izqu izquie ierd rda) a),, gire gire la peri perillllaa de contro controll de volta voltaje je completamente completamente hacia la la izquierda izquierda y apaaue la Euente dfLallmeoJación
4
Motor ce con excita excitació ción n indepe independi ndient entee t:n t:n la vent ventan anaa Tabl Tablaa de Dato Datos, s, conf confir irme me que que todo todoss los los dato datoss fuer fueron on almace almacenad nados. os. Luego Luego titule la tabla tabla de datos datos DT212 DT212 e imprim imprimaa dicha dicha tabla. tabla.
o 17. En la la vent ventana ana Gráfic Gráfico, o, realic realicee los ajustes ajustes apropiado apropiadoss para para lograr lograr un gráfic gráficoo del par del motor motor c.c. (obten (obtenido ido del medidor medidor T), en función función de la corrie corriente nte de armad armadur uraa lA'(obt lA'(obten enid idaa del del medi medido dorr 11). 11). Titu Titule le el gráfic gráficoo G212 G212,, llam llamee Corr Corrie ient ntee de armad armadur uraa al eje eje X, nomb nombre re Par Par del del moto motorr CC al eje Y e imprima imprima el gráfico. gráfico. ¿Qué ¿Qué tipo tipo de relación relación existe existe entre entre la corrie corriente nte de armad armadura ura lAy el par T del motor motor c.c. c.c. mientr mientras as dicha dicha corrie corriente nte no exced excedee su valor valor nomina nominal? l?
¿Enc ¿Encue uent ntra ra uste ustedd que que este este gráf gráfic icoo conf confir irma ma que que un motor motor c.c. c.c. con con excitación excitación independien independiente te es equivalente equivalente a un un convert convertidor idor lineal lineal corriente-pa corriente-parr (cuand (cuandoo la corrie corriente nte de armad armadura ura no exced excedee su valor valor nomina nominal), l), donde donde una corrie corriente nte más alta alta produc producee un mayor mayor par? par?
o Sí
O No
Cuando la corrien corriente te de armadura armadura excede excede su valor nomina nominal, l, Nota: Cuando el par en funció función n de la corrie corriente nte deja deja de ser una relación relación lineal lineal.. Esto se debe a un fenóme fenómeno no llamad llamado o reacci reacción ón de armad armadura ura,, que se explica explicará rá en la próx próxima ima unidad unidad de este manual manual..
Utilicee los dos últimos últimos puntos puntos del tramo tramo lineal lineal de la relac relación ión obteni obtenida da en el o 18. Utilic gráfic gráficoo G212 G212 para para calcular calcular la pend pendien iente te K2. Los valores de estos puntos se encuen encuentra trann en la tabla tabla de datos datos DT212. DT212. K
2
=
T2
-
12 -
T1 11
=
-
=
Nm (Ibf(Ibf-pl plg) g) ~
A
Disminuc Disminución ión de la velocidad velocidad en función función de la corriente corriente de armadur armaduraa
o
19. 19. Empl Emplea eand ndoo la res resis iste tenc ncia ia de arma armadu dura ra RA y la consta constante nte K 1' ambas determi determinad nadas as en este este ejercici ejercicio, o, el volt voltaje aje de armadu armadura ra EA' medido medido en la etapa etapa 14 y el conj conjun unto to de ecuac ecuacio ione ness que que se dan más más abaj abajo, o, calc calcul ulee la velo veloci cida dadd n del del moto motorr c.c. c.c. para para cada cada una una de las tres tres corr corrie ient ntes es de armadu armadura ra lA indica indicadas das en la Tabla Tabla 2-2. 2-2.
Motor
ce con
excita excitació ción n indepe independi ndient entee
VOLTAJE DE LíNEA
CORRIEN CORRIENTE TE DE ARMADURA lA
CORRIEN CORRIENTE TE DE ARMADURA lA
CORRIE CORRIENTE NTE DE ARMADURA lA
V ca
A
A
A
120
1,0
2,0
3,0
220
0,5
1,0
1,5
240
0,5
1,0
1,5
Tabl Tablaa 2-2. 2-2. Corri Corrien ente tess
Cuan Cuando do lAes igua iguall a __ ERA E CFEM
n
= = =
n
= = =
n
= = =
A:
v
A:
V V r!min
Cuan Cuando do lAes igua iguall a __ ERA E CFEM
ce.
V r/min
Cuan Cuando do lAes igua iguall a __ ERA E CFEM
de arma armadu dura ra del del moto motorr
A:
V
V r!min
Basánd Basándose ose en sus sus cálcu cálculos los,, ¿cómo ¿cómo deberí deberían an variar variar ECFEM Y la velo veloci cida dadd n del motor motor c.c. c.c. cuando cuando se aumenta aumenta la corrien corriente te de armad armadura ura??
ventanaa Gráfic Gráfico, o, realic realicee los ajuste ajustess apropi apropiado adoss para para lograr lograr un gráfi gráfico co o 20. En lala ventan de la velo veloci cida dadd del del motor motor c.c. c.c. (obten (obtenid idaa del del medi medido dorr N), N), en func funció iónn de la corrien corriente te de arma armadur duraa lA (obten (obtenida ida del medi medidor dor 11), 11), utiliz utilizand andoo los datos datos ya regist registrad rados os en la tabla tabla de datos datos (DT (DT212 212). ). Titule Titule el gráfi gráfico co G212-1 G212-1,, llame llame Corrie Corriente nte de armad armadura ura al eje eje X, nombr nombree Veloci Velocidad dad del motor motor CC al eje eje y e imprima imprima el gráfico. gráfico. ¿Encue ¿Encuentra ntra usted usted que el gráfi gráfico co G212-1 G212-1 confir confirma ma la previs previsión ión hecha hecha en la etap etapaa ante anteri rior or sobr sobree la var varia iaci ción ón de la velo veloci cida dadd del del moto motorr como como una una funció funciónn de la corrie corriente nte de armadu armadura ra lA?
o Sí
O No
Motor ce con con excitació excitación n independi independiente ente Expl Expliq ique ue brev brevem emen ente te qué qué caus causaa la dism dismin inuc ució iónn de la vel veloc ocid idad ad del del motor motor c.c. cuando cuando se mantien mantienee fijo fijo el voltaj voltajee de armad armadura ura EAy se aumenta aumenta la corrie corriente nte de armadu armadura ra lA'
o
21. En la la ventan ventanaa Gráfic Gráfico, o, realic realicee los ajuste ajustess apropi apropiado adoss para para lograr lograr un gráfic gráficoo de la velocidad velocidad del motor motor c.c. (obtenida del medidor medidor N), en función función del par T del motor motor c.c. (obtenid (obtenidoo del medidor medidor T), utiliza utilizando ndo los dato datoss ya registrad registrados os en la tabl tablaa de datos datos (DT2 (DT212 12). ). Titu Titule le el gráf gráfic icoo G212 G212-2 -2,, llam llamee Par Par del del motor motor CC con excitac excitació iónn inde indepe pend ndie iente nte al eje eje X, nomb nombre re Velo Veloci cida dadd del del motor motor CC con excitac excitación ión indepe independi ndient entee al eje eje Y e imprim imprimaa el gráfi gráfico. co. Éste se utiliza utilizará rá en el próxim próximoo ejerci ejercicio cio de la presen presente te unidad unidad
o 22. Coloqu Coloquee el inter interrup ruptor tor 24 V - CA CA de la fuente fuente en la posici posición ón O (apaga (apagado) do) y descon desconect ectee todos todos los cabl cables. es.
EXPERIE EXPERIENCIAS NCIAS ADICIONALE ADICIONALES S Inversión Inversión de las conexione conexioness de armadu armadura ra para obtener obtener los gráficos gráficos velocidad velocidad-voltaje y par-corriente Invirt Invirtien iendo do las conex conexion iones es de armad armadura ura,, usted usted puede puede obtene obtenerr los gráf gráfico icoss para' para' el moto motorr c.c. c.c. de la vel veloc ocid idad ad n en func funció iónn del del voltaj voltajee de armad armadur uraa EAy del par par T en funció funciónn de la corri corrient entee de armadur armaduraa lA' Para Para hacerl hacerlo, o, asegúr asegúrese ese de e¡ue e¡ue la Fuent Fuentee de alime aliment ntac ació iónn esté esté apag apagad adaa e invie inviert rtaa la con conex exió iónn de los condu conduct ctor ores es en los termina terminales les 7 y N de la Fuente Fuente de alime alimenta ntació ción. n. Consul Consulte te las etapa etapass 6 a 17 de de este ejercicio ejercicio para registrar registrar los datos necesarios necesarios y obtener obtener los gráficos. gráficos. Esto le permitirá permitirá verifi verificar car que la relaci relación ón lineal lineal entre entre la veloci velocidad dad y el voltaj voltajee de armad armadura ura y entre entre el par y la corrie corriente nte de armadu armadura ra son válida válidas, s, sin import importar ar la polar polarida idadd del voltaj voltajee de armadu armadura. ra. Calcul Calculee nuevame nuevamente nte las constan constantes tes K1 y K2 yeso yeso le mostr mostrar aráá que que sus valore valoress son indepen independie diente ntess de la polar polarida idadd del volt voltaje aje de armadu armadura. ra.
CONCLUSiÓN En este este ejer ejerci cici cioo ha apren aprendi dido do cómo cómo medi medirr la resi resist sten enci ciaa de armad armadur uraa de un moto motorr c.c c.c .. Usted Usted ha visto visto que que la velo veloci cida dadd de un motor motor c.c. c.c. con con exci excita taci ción ón indepe independi ndient entee es propo proporci rciona onall al volt voltaje aje de armad armadura ura aplica aplicado do al motor motor y que el par par producido producido por un motor c.c. es proporciona proporcionall a la corriente corriente de armadura. armadura. Ha advertido advertido que que cuan cuando do el vol volta taje je apli aplicad cadoo a la arma armadu dura ra perm perman anec ecee fijo fijo,, la vel veloci ocida dadd del del moto motorr c.c. c.c. dism dismin inuy uyee con con el aume aument ntoo de la cor corri rien ente te de armad armadur ura. a. Uste Ustedd ha demost demostrad radoo que la causa causa de esta esta disminu disminució ciónn de la veloci velocidad dad es el aument aumentoo de la caída de voltaje voltaje a través de la resistencia resistencia de armadura armadura cuando aumenta la corriente corriente de armadura.
~
J
Motor ce ccon on excitació excitación n independie independiente nte Si ha real realiza izado do las expe experie rienci ncias as adicio adicional nales, es, ha obse observad rvadoo que las rela relacio ciones nes de la velo veloci cida dadd en func funció iónn del del voltaj voltajee y del par en funció funciónn de la corri corrien ente te,, no están están afec afectad tadas as por por la pola polari rida dadd del del volta voltaje je de arma armadu dura ra.. Tamb Tambié iénn ha notad notadoo que que el sentid sentidoo de rotació rotaciónn cambia cambia cuando cuando se invierte invierte la pola polarid ridad ad de dicho dicho voltaje. voltaje.
PREGUNTAS PREGUNTAS DEREVISIÓ DEREVISIÓN N 1. En un un motor motor c.c. con con excit excitac ació iónn inde indepe pend ndie ient nte, e, ¿qué ¿qué relaci relación ón exis existe te entr entree la veloci velocidad dad y el voltaje voltaje de armadur armadura? a? a. b. c. d. 2.
¡ !
Una Una rel relac ació iónn Una relaci relación ón Una relaci relación ón La veloci velocidad dad
line lineal al.. parabó parabólic lica. a. exponenc exponencial ial.. del motor motor es indepe independi ndient entee del voltaj voltajee aplica aplicado. do.
En un un motor motor c.c. con con exci excitaci tación ón indepe independi ndient ente, e, ¿qué ¿qué relación relación existe entre entre el par par y la la corriente corriente de armadura armadura mientras mientras dicha corriente corriente no excede su valor nominal? nominal? a. Una Una rel relac ació iónn line lineal al.. b. Una relaci relación ón parabó parabólic lica. a. c. Una relaci relación ón exponenc exponencial ial.. d. El par del del motor motor es independ independien iente te de la corrie corriente nte..
3. Cone Conecta ctand ndoo una una fuent fuentee c.c. c.c. a la arm armad adur uraa de un mot motor or c.c. c.c. sin corr corrie iente nte de campo campo y midien midiendo do el voltaj voltajee que provoc provocaa la circ circula ulació ciónn de la corr corrien iente te nomina nominall de armadur armadura, a, ¿qué ¿qué paráme parámetro tro se puede puede determ determina inar? r? a. b. c. d. 4.
La corrie corriente nte nomina nominall de armadu armadura. ra. voltaje nominal nominal de armadura. armadura. El voltaje La resi resist sten enci ciaa de arma armadu dura ra.. La res resis iste tenc ncia ia del del bobi bobina nado do de cam campo po..
Cuan Cuando do la corr corrie ient ntee de arma armadu dura ra aumen aumenta, ta, la velo veloci cida dadd del del motor motor c.c. c.c. con excita excitació ciónn indepe independi ndient ente, e, ¿aumen ¿aumenta ta o dism disminu inuye? ye? a. Aume Aument nta. a. b. Dism Dismin inuy uye. e. c. Perman Permanece ece invari invariabl ablee porque porque la veloci velocidad dad es indepe independi ndient entee de la corrie corriente nte del motor. d. Oscila Oscilará rá alrede alrededor dor de los valore valoress anteri anteriore ores. s.
5.
La resi resist sten enci ciaa de arma armadu dura ra RA y la con consta stant ntee K1 de un motor c.c. son 0,5 Q y 5 r!minl r!minlV, V, resp respec ectitiva vame ment nte. e. Un vol volta taje je de 200 200 V se aplic aplicaa a este este moto motor. r. Sin Sin carga, carga, la corrie corriente nte de armad armadura ura es 2 A ya plena plena carga carga la corrie corriente nte de armadu armadura ra sube a 50 A. ¿Cuále ¿Cuáless son las veloc velocida idades des del motor motor con carga carga y sin carg carga? a? a. b. c. d.
nSIN CARGA = 1.005 r/min, nCON CARGA = 880 r/min nSIN CARGA r/min, nCON CARGA = 875 r/min CARGA = 995 r/min, CARGA = 1.000 r!min, nSIN CARGA r!min, nCON CARGA = 875 r/min Las Las velo veloci cida dade dess no se pue puede denn calc calcul ular ar sin sin la cons consta tante nte K2.
