34eti(o general.........................................................................................................2 Introducción,..............................................................................................................2 Marco teórico.............................................................................................................5 'os motores cd en la actualidad............................................................................5 'a inducción electromagnética..............................................................................5 'a autoinducción.................................................................................................... %CEM de un motor de corriente directa................................................................. %EM de un motor de corriente directa...................................................................6 El motor de corriente directa cd $ la le$ de la +uer"a de 'orent"...........................6 *artes 3ásicas de un motor eléctrico de corriente directa.....................................7 Clasi+icación de motores de cd..............................................................................8 Motor serie o motores de e9citación en serie........................................................8 'ista de materiales.....................................................................................................: !esarrollo de práctica................................................................................................: Conclusión...............................................................................................................;2 #i3liogra+ía,..............................................................................................................;2
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Objetivo general
Conocer el +uncionamiento de un motor de C.!. Introducción:
El presente tra3a4o es un reporte de práctica ela3orado en el Instituto Tecnológico de Cancún/ en el taller de electromecánica. Como apo$o para una me4or comprensión del tema/ 3rindamos unos conceptos 3ásicos/ le$es +undamentales $ antecedentes de los motores de corriente directa/ de+inición $ características de un motor de cd/ las partes 3ásicas de un motor de cd/ la clasi+icación de un motor de cd en+ocándonos al motor en serie $a que es el motor con cual se tra3a4ó la práctica.
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Marco teórico.
Los motores cd en la actualidad
'a ma$oría de los dispositi(os $ equipos que requieren poca potencia para poner en +uncionamiento sus mecanismos emplean solamente motores de corriente directa de peque de la casa/ pero inmediatamente un dispositi(o electrónico interno/ compuesto por un puente recti+icador/ con(ierte esa corriente alterna en corriente directa para que el motor o motores que contiene el equipo en cuestión puedan +uncionar adecuadamente. Muc&os coc&es $ otros (e&ículos de transporte utili"an tam3ién motores de corriente directa para accionar los limpiapara3risas/ ele(alunas eléctricos/ así como el (entilador de re+resco del motor de com3ustión interna de gasolina o de petróleo. La inducción electromagnética
%enómeno que origina la producción de una +uer"a electromotri" =+.e.m. o (olta4e> en un medio o cuerpo e9puesto a un campo magnético (aria3le/ o 3ien en un medio mó(il respecto a un campo magnético estático. Es así que/ cuando dic&o cuerpo es un conductor/ se produce una corriente inducida? en términos más sencillos la inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos (aria3les con el tiempo.
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La autoinducción
'a autoinducción es una corriente inducida que se produce en una 3o3ina conductora de3ido a sus propias (ariaciones de +lu4o de campo magnético. Es un +enómeno electromagnético que se presenta en determinados sistemas +ísicos/ como por e4emplo circuitos eléctricos con una corriente eléctrica (aria3le en el tiempo. En esos sistemas/ la (ariación de la intensidad de la corriente produce un magnético (aria3le/ que da lugar a una +uer"a electromagnética =(olta4e inducido> $ una corriente eléctrica que se opone al +lu4o de la corriente inicial inductora/ es decir/ tiene sentido contrario. En resumen/ la autoinducción es una in+luencia que e4erce un sistema +ísico so3re sí mismo a tra(és de campos electromagnéticos (aria3les. FCEM de un motor de corriente directa
Cuando un motor de corriente directa es alimentado/ el (olta4e de alimentación se di(ide en, •
Caída de (olta4e por la resistencia de los arrollados del motor cd
•
@na tensión denominada +uer"a Contra electromotri" =%CEM>.
!onde, Am B tensión de entrada al motor =(oltios> Ra B resistencia del de(anado de e9citación =o&mios> Ia B corriente de e9citación =amperios amperes> A3 B %CEM de3ido al giro del motor =(oltios> %igura ; -plicando la le$ de tensiones de Dirc&&o++ , Vm =Vb+( Ia x Ra ) ó Vb=Vm – ( Ia x Ra )
Cuando su3e el (alor de la corriente Ia/ disminu$e el Aalor de A3. 'a %CEM es proporcional a la (elocidad del motor $ a la intensidad del campo magnético. )i el motor cd tiene rotor con imán permanente esta constante es, K =Vb / Nd
!onde, D B constante de %CEM del motor $ se e9presa en Aoltios rpm. d B Aelocidad de giro del motor en rpm FEM de un motor de corriente directa
)e denomina +uer"a electromotri" de un generador de electricidad al tra3a4o que éste tiene que reali"ar con el +in de mo(er la carga eléctrica a tra(és de un circuito/ tanto e9terior como interior al propio generador. El motor de corriente directa cd y la ley de la fuera de Lorent.
'a F'e$ de la %uer"a de 'orent"G/ descu3ierta por el +ísicoHmatemático &olandés endriJ -ntoon 'orent" =;865H;:28>/ postula que cuando una partícula cargada eléctricamente se mue(e dentro de un campo magnético e9perimenta una +uer"a perpendicular a la dirección de ese mo(imiento $ perpendicular/ a su (e"/ a la dirección del +lu4o del campo magnético. *rincipio de +uncionamiento del motor de corriente directa. El principio de +uncionamiento de los motores eléctricos de corriente directa se 3asa en la repulsión que e4ercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando/ de acuerdo con la 'e$ de 'orent"/ interactúan con los polos magnéticos de un electroimán =rotor>que se encuentra montado en un e4e. Este electroimán se denomina FrotorG $ su e4e le permite girar li3remente entre los polos magnéticos norte $ sur del imán permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor. Cuando la corriente eléctrica circula por la 3o3ina de este electroimán giratorio/ el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. )i los polos del imán permanente $ del electroimán giratorio coinciden/ se produce un rec&a"o $ un torque magnético o par de +uer"a que pro(oca que el rotor rompa la inercia $ comience a girar so3re su e4e en el mismo 6
sentido de las manecillas del relo4 en unos casos/ o en sentido contrario/ de acuerdo con la +orma que se encuentre conectada al circuito la pila o la 3atería. 'a F'e$ de la %uer"a de 'orent"G se puede demostrar empleando la FRegla de la mano i"quierdaG. !artes b"sicas de un motor eléctrico de corriente directa. #evanado de cam$o: Es el responsa3le de producir el campo magnético principal
en la máquina/ +ormado por un electroimán montado en pie"as polares para +ormar el estator electromagnético. %rmadura o rotor: Es la parte rotatoria de un generador de C!/ (a montada a un
e4e $ gira entre los polos de los de(anados del campo? construida so3re el e4e o +lec&a/ núcleo/ de(anado $ conmutador. •
!olo liso: tiene un campo sua(e/ tiende a tener menos pérdida $
únicamente tiene dos pares de polos.
Figura 2 rotor liso.
•
&aliente, tiene un campo puntual $ tiene ma$or perdida.
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•
Imbricado, más de dos polos/ se caracteri"a porque se le puede &acer
arreglos de polos.
Figura 3 rotor imbricado.
Escobillas o carbones:
K
)on las que se encargan de transmitir el (olta4e generado a las cargas/ estas se encuentran colocadas en los lados del conmutador.
Figura 4 ejemplo de escobillas. Conmutador
Constituido esencialmente por pie"as planas de co3re duro de sección trape"oidal =delgas>/ separadas $ aisladas unas de otras por delgadas láminas de mica/ +ormando en con4unto un tu3o cilíndrico aprisionado +uertemente. Clasificación de motores de cd
En el mercado podemos encontrar (arios tipos de motores, Motores de corriente continua / suelen utili"arse cuando se necesita precisión en
la (elocidad/ montacargas/ locomoción/ etcétera. @na clasi+icación de este tipo de motores se reali"a en +unción de los 3o3inados del inductor $ del inducido, • • •
Motores de e9citación en serie Motores de e9citación en paralelo Motores de e9citación compuesto
En esta práctica descri3iremos al primer tipo. Motor serie o motores de e'citación en serie
Es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido $ el de(anado inductor o de e9citación (an conectados en serie/ El (olta4e aplicado es constante/ mientras que el campo de e9citación aumenta con la carga/ puesto que la corriente es la misma corriente de e9citación. El +lu4o 8
aumenta en proporción a la corriente en la armadura/ como el +lu4o crece con la carga/ la (elocidad cae a medida que aumenta esa carga. 'as principales características de este motor son, a> )e em3ala cuando +unciona en (acío/ de3ido a que la (elocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el +lu4o inductor $/ en el motor serie/ este disminu$e al aumentar la (elocidad/ puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido. 3> 'a potencia es casi constante a cualquier (elocidad. c> 'e a+ectan poco la (ariación 3rusca de la tensión de alimentación/ $a que un aumento de esta pro(oca un aumento de la intensidad $/ por lo tanto/ del +lu4o $ de la +uer"a contra electromotri"/ esta3ili"ándose la intensidad a3sor3ida.
Lista de materiales.
Cantidad ; ; ; ;
@nidad *ie"a *ie"a *ie"a *ie"a
!escripción Motor CC.. %uente de cc ;20(. Ca3les de cone9ión. -mperímetro analógico.
#esarrollo de $r"ctica.
@sando el material $a mencionado se procedió a (eri+icar los componentes del motor serie cd. - continuación/ se (eri+ico el diagrama para reali"ar la cone9ión serie del motor. !ic&o diagrama se muestra a continuación en la +igura 6.
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%igura 6 diagrama a seguir. )e tomó en cuenta un amperímetro para la reali"ación de la práctica.
%igura 7 amperímetros analógicos usados.
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Esto con el +in de medir el ampera4e/ a la &ora de reali"ación de prue3as como es el torque/ es decir (er cuánto ampera4e consume el motor en serie/ cuando se le aplica par. )e siguió con el diagrama/ que se mostró en la +igura 6. Conectando todo en serie contando el amperímetro/ *ara &acer nuestra cone9ión pondremos de la salida positi(a al amperímetro de la salida del amperímetro lo conectaremos al rotor $ de a&í a la 3o3ina/ de la 3o3ina se conectará al neutro de la +uente $ para cam3iar de giro mo(eremos los ca3les de la 3o3ina in(irtiendo la cone9ión.
%igura. K cone9iones +inali"adas cone9ión serie. Con lo anterior mencionado se termina las cone9iones de motor en serie.
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Conclusión.
Con esta práctica se pudo aprender el comportamiento $ el +uncionamiento de un motor de corriente directa/ tam3ién se pudo o3ser(ar la +orma de poder controlar la (elocidad del motor $ como la polari"ación que sale de a +uente no es precisamente la que cam3ia a dirección de giro $a que para poder cam3iar la dirección de giro se de3e de cam3iar los ca3les de la 3o3ina conectándola de manera in(ersa &ugerencias:
*oder pro3ar con di+erentes (olta4es *ro3ar con di+erentes motores *ro3ar con di+erentes de(anados (ibliograf)a:
