INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA VICERRECTORIA DE DOCENCIA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO INDUSTRIAL INDUSTRIAL
Laboratorio de Máquinas Eléctricas
INFORME DE LABORATORIO 12 MOTOR CC CON EXCITACIÓN PARALELA, SERIE Y COMPUESTA
PROFESOR : ING. GREIVIN BARAHONA ESTUDIANTE: LUIS CARLOS MURILLO R AMÍREZ AMÍREZ GRUPO: 01
II Semestre 2010
Canadian Engineering Accreditation Board Carrera evaluada y acreditada por:
CEAB
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Bureau canadien d’accréditation des programmes d’ingénierie
CONTENIDO Objetivo..................................................................................................................................3
OBJETIVO
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Obtener las gráficas de velocidad en función del torque del eje para un motor con excitación paralela, compuesta y serie.
EQUIPO
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Motor CC.
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Voltímetro.
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Amperímetro.
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Torquímetro.
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Tacómetro.
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Fuente de alimentación trifásica.
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Cables conectores.
Tabla 1: Datos de placa del Generador CC. 2 KW
1750 RPM
Frame: 253ª
If : 16 Amp.
125 Volts
Sf: 1
I campo: 0.95 Amp
V campo: 125
PROCEDIMIENTO 1.
Seleccionar cables que estén en buen estado y armar las conexiones que se muestran en las figuras 1, 2 y 3. El profesor debe revisar la conexión antes de energizar.
2. En las conexiones del motor en conexión paralelo y compuesto, la velocidad de vacío se debe de ajustar a 1800 rpm. 3. Ajustar el voltaje a 125 V DC. 4. Para cada conexión medir la corriente en vacío y hacer las mediciones restantes incrementando la corriente en 2 A sin sobrepasar 14 A. 5.
En la conexión serie del motor se debe de tener especial cuidado, no se debe energizar sin carga debido a que se puede disparar la velocidad. Las mediciones deben de realizarse de 12 A a 16 A disminuyendo en 1 A sin superar 2500 rpm.
Figura 1. Conexión motor CC excitación paralela.
Figura 2. Conexión Motor CC excitación serie.
Figura 3. Conexión Motor CC excitación compuesta.
R ESULTADOS Tabla 1. Datos Experimentales para motor con excitación paralela. Velocidad (rpm)
Torque (N-m)
Corriente (Amperios)
1797
0
3
1772 1739
0.5 2
5 7
1709 1662
3.5 5
9 11
1651
6.5
13
Tabla 2. Datos Experimentales para motor con excitación serie. Velocidad (rpm)
Torque (N-m)
Corriente (Amperios)
2500 2370
3 4
12 12.5
2316 2228
4.5 5
13 13.5
Tabla 3. Datos Experimentales para motor con excitación compuesta.
G RÁFICOS
Velocidad (rpm)
Torque (N-m)
Corriente (Amperios)
1802
0
3
1747 1703 1667 1626 1581
1 2 4 5 7
5 7 9 11 13
Gráfico 1. Gráfico de velocidad en función del torque para la conexión en paralelo. Gráfico 2. Gráfico de velocidad en función del torque para la conexión en serie. Gráfico 3. Gráfico de velocidad en función del torque para la conexión en compuesta.
DISCUSIÓN
Este laboratorio consistió en realizar tres tipos diferentes de conexiones para un motor de corriente continua (CC), la conexión en paralelo (Shunt), la conexión serie y la conexión compuesta. A partir de estas conexiones se realizó las mediciones de torque y velocidad a diferentes valores de corriente de línea. Una vez con los datos se construyó los gráficos de velocidad en función del torque y así se comparó las características de cada una. La primera conexión realizada fue la del motor CC con excitación paralela, para la cual se obtuvo los datos de torque, velocidad y corriente que se muestran en la tabla1. En el gráfico 1 se puede observar como a medida que se aumenta el torque, la velocidad disminuye desde un valor de 1797 rpm en vacío hasta 1651 con un torque aplicado en eje de 6.5 N*m. Además se logra ver como la pendiente de la curva es un mas inclinada al principio y luego se hace menos empinada. En general es una curva “suave” ya que no decae súbitamente. Este comportamiento se debe a que conforme se aumenta la carga en el eje, el torque de carga supera al torque inducido, por lo que la máquina pierde velocidad. Al perder velocidad el voltaje interno generado (EA) cae, con lo que sube la corriente en el inducido del motor. Por último el torque inducido se iguala al torque de carga pero a una velocidad más baja. La segunda conexión que se hizo fue la del motor CC con excitación serie, en donde el devanado de campo consta de pocas vueltas conectadas en serie con el circuito del inducido. Para este caso se obtuvo los datos de torque, velocidad y corriente que se muestran en la tabla 2, con los que se construyó el gráfico 2. En este se logra ver como la pendiente es mucho más pronunciada que en el caso anterior. Además se nota como la gráfica inicia en una velocidad de 2500 rpm con 3 N*m, no comienza en vacío. Esto es porque este tipo de motores no pueden ser arrancados en vacío. Debido a que existe la posibilidad de que se embalen, o sea, que la velocidad se dispare hasta valores tales que provoquen la destrucción del motor. La curva finaliza en 2228 rpm con 5 N*m. igualmente que en el caso anterior al aumentar el torque aplicado al eje, sube la corriente y baja la velocidad. Esto se debe a que el flujo es directamente proporcional a la corriente del inducido. Por lo que al aumentar la
carga, aumenta la corriente, lo que provoca un aumento en el flujo. Esto provoca una disminución en la velocidad. Una característica que posee este tipo de motores es que la corriente de línea, la del inducido y la corriente de campo son iguales, además que poseen un alto torque por velocidad. La última conexión realizada fue la del motor CC con excitación compuesta. En la tabla 3 se muestran los valores obtenidos de torque, velocidad y corriente, también se muestra el gráfico 3 correspondiente. En este gráfico se puede observar como la pendiente es menos inclinada que el de excitación serie, pero más pronunciada que el de excitación en paralelo. En vació la velocidad es de 1802 rpm y a 7 N*m la velocidad cae hasta 1581 rpm. De la misma manera que en los casos anteriores, la velocidad cae al aumentar el torque aplicado, a la vez que aumenta la corriente. Como era de esperarse se cumple lo que dicta la teoría, en donde las curvas graficadas para las tres conexiones siguen el comportamiento que se esperaba. La del motor con excitación paralela descendiente, la excitación serie descendiente con una mayor pendiente y la de excitación compuesta descendiente con una pendiente intermedia entre las dos anteriores.
CONCLUSIONES •
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La pendiente de la curva velocidad en función del torque para un motor serie es mas inclinada que para uno con excitación paralela y uno con excitación compuesta. Las tres conexiones presentan el mismo comportamiento, cae la velocidad al aumentar el torque, con un aumento en la corriente. El motor serie no puede ser arrancada en vació por que se embala. El motor con excitación compuesta presenta las mejores características del motor con excitación serie y paralela, sin embargo son muy inestables.
BIBLIOGRAFÍA
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Chapman, Stephen J. “Máquinas Eléctricas”. Cuarta Edición. Editorial McgrawHill. México.
