MOTOR COMPUESTO ( MOTOR COMPOUND)
UN MOTOR DC COMPUESTO ES AQUEL QUE TIENE CAMPO ENDERIVACION Y CAMPO EN SERIE. EN TAL MOTOR SE MARCAN EN LAS 2 BOBINAS DE CAMPO TIENEN EL MISMO SIGNIFICADO QUE LOS MARCADOS EN UN TRASNFORMADOR: 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 2 BOBINAS DE CAMPO, LAS FUERZAS MAGNETOMOTRICES RESULTANTES SE SUMAN PARA PRODUCIR UNA FUERZA MAGNETOMOTRIZ TOTAL MAYOR. ESTA SITUACION SE CONOCE COMO COMPOSICION 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 MAGNETOMOTRICES SE RESTAN. LOS PUNTOS REDON DOS CORRESPONDEN CORRESPONDEN A LA COMPOSICION ACUMULATIVA DEL MOTOR Y LOS CUADRADOS, A LA COMPOSICION DIFERENCIAL. CARACTERISTICA PAR-VELOCIDAD DE UN MOTOR DC CO MPUESTO ACUMULATIVO
EN EL 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 DERIVACION( CUYO FLUJO ES CONSTANTE), PERO MENOR PAR DE ARRANQUE QUE UN MOTOR SERIE ( CUYO FLUJO TOTAL ES PROPORCIONAL A LA CORRIENTE DEL INDUCIDO). CARCTERISTICA PAR-VELOCIDAD DE UN MOTOR DC C OMPUESTO DIFERENCIAL EN UN MOTOR DC COMPUESTO DIFERENCIAL, LAS FUERZAS MAGNETOMOTRICES DEL CAMPO EN DERIVACION Y DEL CAMPO SERIE SE RESTAN UNA DE OTRA. ESTO SIGNIFICA QUE CUANDO LA CARGA AUMENTA EN EL MOTOR I A SE INCREMENTA Y EL FLUJO EN EL MOTOR DISMINUYE, LA VELOCIDAD DEL MOTOR AUMENTA. ESTE AUMENTO DE VELOCIDAD CAUSA OTRO INCREMENTO EN LA CARGA, EL CUAL ELEVA MAS A I A DISMINUYE MAS EL FLUJO E INCREMENTA DE NUEVO LA VELOCIDAD. COMO RESULTADO DE ESTO, EL MOTOR COMPUESTO DIFERENCIAL ES INESTABLE Y TIENDE A EMABALARSE. ESTA INESTABILIDAD ES PEOR QUE LA DE UN MOTOR EN DERIVACION CON REACCION DEL INDUCIDO. ES TAN MALA QUE UN MOTOR COMPUESTO DIFERENCIAL ES INADECUADO PARA CUALQUIER APLICACION. CONTROL DE VELOCIDAD EN EL MOTOR DC C OMPUESTO ACUMULATIVO
LAS TECNICAS DISPONIBLES PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE UN MOTOR DC COMPUESTO ACUMULATIVO SON IGUALES A LAS EMPLEADAS EN EL MOTOR EN DERIVACION: 1. CAMBIO DE LA RESISTENCIA DE CAMPO R F. 2. CAMBIO DEL VOLTAJE DEL INDUCIDO V A. 3. CAMBIO DE LA RESISTENCIA DEL INDUCIDO R A. LOS ARGUMENTOS QUE DESCRIBEN LOS EFECTOS DEL CAMBIO EN R F O EN VA SON MUY SIMILARES A LOS EXPUESTOS ANTERIORMENTE PARA EL MOTOR EN DERIVACION. EN TEORIA, EL MOTOR DC COMPUESTO DIFERENCIAL PODRIA SER CONTROLADO DE MANERA SEMEJANTE, PERO ESTO POCO IMPORTA, PUESTO QUE EL MOTOR COMPUESTO DIFERENCIAL CASI NUNCA SE UTILIZA.
MOTOR COMPOUND O COMPUESTO CONEXIÓN
El devanado es dividido en dos partes, una está conectada en serie con el inducido y la otra enparalelo, como se puede ver con el dibujo. Se utilizan en los casos de elevación como pueden ser montacargas y ascensores. Teniendo el devanado de excitación en serie conseguimos evitar el embalamiento del motor al ser disminuido el flujo, el comportamiento sería similar a una conexión en shunt cuando está en vació. Con carga,
el devanado en serie hace que el flujo aumente, de este modo la velocidad disminuye, no de la misma manera que si hubiésemos conectado solamente en serie.
MOTOR COMPUESTO
MEDIDAS QUE SE TOMARON CON LOS RESPECTIVOS ELEMENTOS PARA TOMAR MEDIDAS COMO CORRIENTE Y RPM 1. Procedemos a alimentar el motor en cada extremo mandamos una línea (+) y
después la otra línea ( -) después presionamos start. Cuando el motor alcanza la marcha nominal procedemos a medir las rpm del motor en este caso serian 1789rpm. 2. El
voltaje en este caso serian 120 vol tios.
3.
Despues medimos el amperaje que el motor consumia en arranque y en marcha.
MOTOR COMPUESTO CORTO
CONEXIÓN DEL MOTOR COMPUESTO CORTO
Este motor va conectado de la siguiente f orma:
Primero que todo conectamos del inducido o armadura al shunt, salimos del shunt al serie y despues alimentamos por serie y shunt.
MOTOR COMPUESTO LARGO
CONEXION COMPUESTO LARGO
Este motor va conectado de la siguiente forma:
Primero que todo conectamos del inducido o armadura al serie, salimos del serie al shunt y salimos del shunt al inducido y alimentamos por shunt.
MOTORES
COMPUESTOS
Cuando en los polos de la misma maquina de c.c se instala un derivado de excitación deriva con y otro en serie, la excitación en serie puede ser compoundada aditiva o diferencialmente. Sin embargo, independientemente del compoundaje, la corriente en el circuito de excitación en derivación y el flujo de exitacion, durante el arranque o la marcha es esencialmente constante. La corriente en la excitación serie es función de la corriente de carga absorbida por el inducido. La ecuación del par para el funcionamiento del motor compuesto aditivo es T=K(Qf-Qs)I , en la que el flujo de excitación serie Qs, es función de la corriente del inducido I. Arrancando con un flujo igual al flujo de excitación derivación en vacío y con uno que aumenta con la corriente de inducido, el motor compuesto aditivo produce una curva par que siempre es mayor que la del motor derivación para la misma corriente del inducido. Comparación de las características par-carga para una maq. De c.c Sin embargo, para el motor compound, la ecuación anterior del par puede escribirse T=K(Qf-Qs)I , en la que Qf es aun función de I y Qf es probablemente constante. Arrancando con un flujo igual al flujo de excitación en derivación en vacío, cualquier valor de la corriente de inducido producirá una fmm de excitación en serie que reduce el flujo total en él entre hierro y en consecuencia el par. Por lo tanto, el motor compuesto diferencial produce una curva de par que es siempre menor que el motor de derivación. Características de velocidad de los motores de corriente continua. La ecuación fundamental de velocidad, en la que S= (Va-Ia *Ra ) / K , proporciona un medio de predecir como varía la velocidad de cada uno de los motores indicado con la aplicación de carga. Se estudiara sucesivamente la característica VelocidadCarga de cada motor. Para simplificar la discusión, se supone que la caída de tensión en las escobillas BD es 0. Motores de derivación. Supongamos que el motor derivación a sido llevado hasta la velocidad nominal y funciona en vacío. Puesto que el flujo de excitación del motor (sin tener en cuenta la reacción de inducido) puede considerarse constante, la velocidad del motor puede expresarse según la expresión básica de la velocidad S=(E/k*Qf)=K*(V-I*R/Qf) Cuando el eje del inducido se aplica carga mecánica la fuerza contraelectronotriz disminuye y la velocidad lo hace proporcionalmente. Pero ya que la fuerza contraelectromotriz desde vacío hasta plena carga presenta una variación de aproximadamente el 20 % (o sea, desde 0.75 Va a plena carga hasta aproximadamente 0.95 Va en vacío), la velocidad del motor se mantiene esencialmente constante como se indica en la figura. Comparación de las características para una maq. De c.c. Motor serie. La ecuación básica de la velocidad, modificada para el circuitode motor serie, es evidentemente S= (( V-I( Ra-Rs ))/K En
la que V es la tensión aplicada a los bornes del motor y puesto que el flujo en él entre hierro producido por la excitación serie es proporcional ala corriente del inducido solamente, la velocidadpuede escribirse en la forma S=K` V-I (Ra+Rs)/ I La ecuación nos proporciona una indicación de las características veloc idad- carga de un motor serie. Si se aplica, una carga mecánic a relativamente pequeña al eje del inducido del motor s erie, la corriente de inducido es pequeña, lo que él hace que el numerador de la fracción en la ecuación sea grande y su denominador pequeño, determinando una velocidad anormalmente elevada. Por consiguiente, en vacío, con un flujo de excitación y una corriente de inducido pequeñas, la velocidad es realmente excesiva. Por esta razón, los motores serie siempre se accionan acoplados o engranados con una carga, como en ascensores, grúas o servicios de tracción de corriente continua. Sin embargo, al aumentar la carga, el numerador de fracción en (4-10) disminuye mas rápidamente que lo que aumenta el denominador y la
velocidad diminuye rápidamente como se le indica en la figura anterior. La línea discontinua representa la parte de carga ligera de la característica en la que no se hacen funcionar los motores serie. La velocidad excesiva en los motores serie no determina una corriente de inducido elevada (como en los motores de inducción compuesto) que provocaría la fusión de un fusible o en disparo de un interruptor automático y separando el inducido de red. Debe utilizarse algún otro método de protección contra el empalamiento. En general los motores serie están equipados con interruptores centrífugos normalmente cerrados en la zona de funcionamiento y que se abren a velocidades de aproximadamente 150% de la velocidad nominal. Motor compuesto aditivo. La ecuación básica de la velocidad para este motor puede escribirse en la forma. S=K*((V-I(Ra-RS))/Qf-Qt Y simplificarse mas en la forma S=K((E/Qf-Qt) Al comparar el motor compuesto aditivo con S= KE / flujo para el motor derivación. Es evidente que, al aumentar la carga y la corriente de inducido, el flujo producido por la excitación serie también aumenta en tanto que la fuerza contraelectromotriz disminuye. Por consiguiente, el denominador aumenta mientras que el numerador disminuye proporcionalmente mas que para un motor compuesto aditivo disminuirá mas rápidamente que el motor shunt con la aplicación de carga, como se indica en la figura anterior Motor compuesto diferencial . Para el motor compuesto aditivo puede modificarse ligeramente para indicar el efecto de la fmm de excitación opuesta, con lo que la velocidad se expresa S= KE/ Kf-Ks Al aumentar la carga e I, el numerador de la fracción disminuye ligeramente pero el denominador disminuye mas rápidamente. La velocidad puede disminuir ligeramente con pequeñas cargas, pero al aumentar la carga la velocidad aumenta. Esta condición es causa de una inestabilidad dimamica. Al aumentar la velocidad, la mayoría de cargas mecánicas aumentan automáticamente determinando un aumento de corriente, una disminución de flujo total y una velocidad mayor, originando aun más carga. Debido a esta inestabilidad inherente, los motores diferenciales se usan en raras ocasiones. En un laboratorio de maquinaria en que se ensayan estos motores, el estudiante puede ocasionalmente observar una condicion en la que un motor diferencial empieza a embalarse y súbitamente disminuye su velocidad e invierte su sentido. Al disminuir la fuerza electromotriz debido a la disminución del flujo mutuo, la corriente del inducido y el par aumentan de forma tal que el flujo de excitación serie supera al flujo de excitación derivación, con lo que el motor invierte su sentido. Es por esta razón que, cuando se arranca un motor diferencial, para finalidades de ensayo en el laboratorio, debe tenerse cuidado de eliminar la excitación serie de modo que la elevada corriente de arranque y de inducido no ocasione el arranque del motor en sentido opuesto. Comparación de las características de par y velocidad-carga a la carga nominal Las curvas se desarrollan para la maquina de corriente continua funcionando a partir del mismo punto en vacío.pero ya que toda la maquinaria eléctrica se especifica en función de sus valores nominales, la comparación entre las características par-carga y velocidad-carga debe realizarse a la carga nominal. Si se comparasen motores de corriente continua de la misma tensión, potencia y velocidad nominales obtendrían las curvas. Nótese que el motor derivación desarrolla una potencia ligeramente superior que motor compuesto debido a que gira a una velocidad superior a la nominal. Nótese también que el par del motor compuesto es mayor del par del motor shunt debido a la adicción del flujo de excitación serie. Es precisamente a causa de este flujo adicional que la velocidad del motor compuesto disminuye. Obsérvese que el 50% de la reducción de la corriente de excitación serie, debido a la corriente que circula por la resistencia en derivación sin pasar por el debando de excitación, ha determinado una brusca elevación de velocidad de orden del 200% de los valores originales
Regulación de velocidad . La regulación de velocidad de un motor se define como ³ la variación de velocidad desde la carga nominal a carga nula, expresada en tanto por ciento de la velocidad a la carga nominal. En forma de ecuación la regulación de velocidad se convierte en Regulación de velocidad en %=(Sin-Sfl/Sfl)*100 A través del examen de las curvas, es evidente que los motores derivación pueden clasificarse como motores de velocidad bastante constante, cuya regulación de velocidad es buena. La regulación de velocidad del motor compuesto aditivo es más pobre que la del motor derivacion; su regulación de velocidad tiene el valor mas alto; la regulación de velocidad del motor serie es muy pobre. Tanto el motor aditivo como el motor serie se consideraba como, motores de velocidad variable. El
motor compuesto diferencial tiene una regulación de velocidad negativa, que siemprepuede asociare a inestabilidad en la carga. Par externo, potencia nominal y velocidad . Debe notarse que, al comparar los motores, la comparación se hizo en función de los valores de la potencia de salida ( es decir, 1HP=33000 pie-lb/min) como medida de la capacidad del motor para efectuar trabajo mecánico. Los valores de la potencia nominal para un motor son más significativos que la potencia interna desarrollado por el inducido por las rezasen descritas en el aparato. Por consiguiente, al especificar y seleccionar motores, puede plantearse la cuestión de la cantidad de par externo disponible en la polea o el eje del motor para realizar trabajo útil a una determinada velocidad nominal. La ecuación que expresa la ecuación entre el par externo, la velocidad y la potencia se deduce como sigue: Sea F la fuerza útil desarrollada por todos los conductores de inducido que producen electromagnético, r el radio del inducido en pies, n el numero de revoluciones del inducido y t el tiempo ( 1 min ) necesario para que el inducido gire n veces. El
trabajo realizado por revolución del inducido es, pues
W=F*2*pi*r pie lb/revolución Y la potencia o ritmo de realización de trabajo de un inducido giratorio es, en pie lb/min P=W/t=(2*F*pi*r pies lb/rev)*n/t rpm Pero ya que el par T=Fr y la velocidad S=n/t por definición, entonces P=W/t=2*pi*T*S pies lb/min Hp=(2*pi*T*S pies lb/min)/(33000 pies lb/min/hp) Hp=T*S/5252 La relación anterior permite él calculo del par electromagnético interno a una velocidad determinada. También permite él calculo del par disponible en la polea, dadas las velocidades y potencias nominales de un motor. Inversión del sentido de giro . A fin de invertir el sentido de giro de cualquier motor de corriente continua, es necesario invertir el sentido de la corriente que circula a través del inducido con respecto al sentido del campo magnético. Tanto para el motor derivación como para el motor serie, esto se realiza simplemente invirtiendo o bien el circuito del inducido con respecto al circuito de excitación o viceversa. La inversión de ambos circuitos producirá el mismo sentido de giro. Podría parecer que ya por el circuito de excitación circula menos corriente que por el inducido, el primero sería elegido para la inversión. Sin embargo, al proyectar arrancadores y el equipo de control automático, el circuito de inducido, se elige generalmente para la inversión debido a: (1) la excitación es un circuito altamente inductivo y las inversiones frecuentes producen fem. Inducida elevada y picado de los contactos del interruptor que se utiliza para conseguir la inversión del circuito de excitación (2) si la excitación derivación se invierte, la excitación serie también debe invertirse ya que de otra manera un generador compuesto aditivo quedaría conectado diferencialmente, (3) las conexiones del circuito de inducido están normalmente abiertas a fin de hacer posible el frenado dinámico o degenerativo y como
estas conexiones existen pueden utilizarse para la inversión, y (4) si el interruptor de inversión falla y el circuito de excitación no se cierra, el motor puede embalarse. En
el caso del motor compuesto por consiguiente, con la inversión de solo las conectes de, inducido, se sigue una inversión de sentido de giro tanto para las conexiones en derivación larga como en derivación corta como se indica en la figura sgte. , Sin variación del sentido de la corriente en los devanados de excitación. Por las razones anteriores, por consiguiente, la inversión del sentido de giro impone la inversión de las conexiones del inducido unicamente, como se indica en la figura. Inversión del sentido del sentido de un motor compuesto con derivación larga o corta
