OBJETIVOS 1. 2.
Estudiar las características del par en función de la velocidad de un motor de c-d con el campo en serie. Calcular la eficiencia de un motor de c-d con el campo en serie.
INTRODUCCIÓN Este motor se caracteriza por conectar el devanado de campo serie de pocas vueltas y calibre grueso en serie con el devanado de armadura, cuando el motor arranca con la carga nominal instalada proporciona fuertes pares, porque el devanado de campo serie produce magnetismo proporcional a la corriente de armadura. Si el motor pierde la carga, la velocidad aumenta y en vacío puede desbocarse, este motor es útil para arrancar cargas muy pesadas pero tiene un deficiente control de la velocidad. La característica principal de este motor es el fuerte par que proporciona durante su arranque y a plena carga. En vacío puede sufrir grandes daños por el aumento excesivo de la velocidad.
INSTRUMENTOS Y EQUIPO
Módulo de fuente de energía (120V c-a , 0,120V c-d) EMS 8821 Módulo de medición de c-d (200V, 5A) EMS 8412 Módulo motor/ generador generador de c-d EMS 8211 Módulo electrodinamómetro EMS 8911 Tacómetro de mano EMS 8920 Cables de conexión EMS 8941 Banda EMS 8942
PROCEDIMIENTOS 1.
Conecte el circuito ilustrado en la siguiente figura 25-1 utilizando los módulos EMS de fuente de energía, motor generador de c-d y electrodinamómetro. Conecte el dinamómetro al motor / generador de c-d por medio de la banda. Observe que el motor esté conectado para una operación en serie (el devanado de campo en derivación y el reóstato no se utiliza en este caso), y está conectado a la salida de c-d variable de la fuente de alimentación (terminales 7 Y N). El electrodinamómetro se conecta a la salida de 120N c-a fijos de la fuente de alimentación (terminales 1 y N).
2.
Ajuste la perilla de control del dinamómetro a su posición media (para proporcionar una carga de arranque para el motor de c-d.
3. a) Conecte la fuente de energía y aumente gradualmente el voltaje de c-d hasta que el motor comience a girar. Observe la dirección de rotación. Si no es en el sentido de las manecillas del reloj, desconecte el motor e intercambie las conexiones del campo serie. b) Ajuste el voltaje variable a 120V c-d, exactamente tomando esta lectura en el medidor. 4. a) Ajuste al carga del motor serie c-d haciendo girar la perilla del dinamómetro hasta que la escala marcada en la carcasa del estator indique 121bf, plg. (Si es necesario, ajuste de nuevo la fuente de alimentación para que suministre exactamente 120V c-d.) b) Mida la corriente de línea ya la velocidad del motor (con el tacómetro de mano). Anote estos valores en la tabla 25-I. c) Repita esta operación para cada valor de par anotado en tabla manteniendo una entrada constante de 120V c-d. d) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
E VOLTS
I AMPER
VELOCIDAD (r/min)
PAR (lb*plg)
120
1.30
3739
0
120
1.65
2862
3
120
2.02
2249
6
120
2.55
1829.4
9
120
2.93
1600
12
5.
Trace un grafica de velocidad contra par.
6.
Calcule la regulación de velocidad (planea carga = 91bf.plg) aplicando la ecuación:
Como vemos en este resultado, se tiene un 104% de regularización en la velocidad del motor, y esto puede ser interpretado como una buena regularización, ya que al aplicar carga a un motor tipo serie esta provoca que la velocidad sea menor pero de una manera controlada. Mientras que si no
hubiese carga aplicada el motor llegaría a un punto en el que se desbocaría incluso explotaría ya que su velocidad incrementaría de manera descontrolada.
7.
8.
Ajuste al perilla de control del dinamómetro a su posición extrema haciéndola girar en el sentido de las manecillas de reloj (para proporcionar la carga máxima de arranque para el motor serie). Conecte al fuente de alimentación y aumente gradualmente el voltaje de c-d hasta el motor tome 3amperes de corriente de línea. El motor debe girar con lentitud. a) Mide y anote el voltaje de c-d y el par desarrollado
E= 30 v
Par= 27
b) Baje a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación 9. La corriente de línea del procedimiento 8 está limitada por la resistencia equivalente a la cd del motor serie. a) Calcule el valor de corriente de arranque si aplicara el voltaje pleno de línea (120 cd) al motor serie.
PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. Calcule los hp que desarrolla el motor serie cuando el par es 9 lb*in. Use la ecuación:
( ) ) (
2. Sabiendo que 1hp equivale a 746 watts, exprese en watts la salida del motor de la pregunta 1. Como sabemos la potencia de salida en la anterior pregunta fue de:
Entonces, como 1hp=746 watts
3. ¿Cuál es la potencia de entrada (en watts) del motor de la pregunta 1? Para la potencia de entrada tomamos como datos el voltaje de entrada al motor y la corriente de entrada:
4. Si se conocen las potencias de entrada y salida en watts ¿Cuál es la eficiencia del motor de la pregunta 1?
5. ¿Cuáles son las pérdidas (en watts) del motor de la misma pregunta? Para calcular las pérdidas de un motor utilizamos la potencia de entrada y de salida.
6. ¿Cuántas veces es mayor la corriente de arranque que la corriente normal a plena carga?
7. Compare el motor de cd con devanado en derivación y el cd en serie de acuerdo con: a) El par de arranque
En cuanto al motor derivación podemos observar que la velocidad cuando hay un par de arranque cero esta es la velocidad nominal, pero en cuanto aplicamos carga la velocidad disminuye aunque al ver esto podemos obtener un control de velocidad a través de la carga aplicada. Ahora para el motor en serie cuando no hay un par de arranque o es cero, la velocidad se incrementara hasta provocar que el motor se desboque o explote, aunque al aplicar cada vez una mayor carga la velocidad se estabiliza y aun siendo que la carga sea demasiada el motor en serie seguirá girando
La corriente de arranque La corriente arranque cambia notoriamente para cada uno de los motores serie y derivación, es decir, si observamos las tablas de cada una de las prácticas veremos que el motor derivación demanda una menor corriente durante el arranque, distinto al motor en serie que demanda una mayor cantidad, esto es porque el motor serie ésta predestinado a mover grandes cargas sin verse afectada la velocidad, aunque demandará una mayor corriente.
b) La eficiencia En la eficiencia de los motores vemos una leve mejoría en el motor serie, esto es a través de la carga aplicada, si no se le aplica cierta carga al motor las pérdidas se incrementarán ya que la velocidad incrementa y con ello la fricción haciendo que la eficiencia se vea afectada.
c) La regulación de velocidad La regulación de velocidad en los motores es distinta ya que si anteponemos los resultados obtenidos podemos ver que el motor serie mejora su regulación al incrementar carga, sin embargo el motor derivación al incrementar carga su regulación disminuye.
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA http://tesis.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/6245/1/IICE09.pdf Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores; Donald V. Richardson; Cuarta Edición; Prentice Hall Hispanoamérica. Máquinas Eléctricas y Transformadores; Irving Kosow; Primera Edición; Editorial Reverte. Máquinas eléctricas; Jesús Fraile mora; Quinta Edición; Mc Graw Hill
