INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LÁZARO CÁRDENAS
CARRERA: INGENIERIA ELECTROMECANICA
MATERIA: MAQUINAS ELECTRICAS
DOCENTE: ING. REY DAVID GAMA FLORES
ALUMNO: JORGE BENIGNO LIBORIO MACEDA
No. DE CONTROL: 10560178
TRABAJO: REPORTE DE PRACTICA
LAZARO CARDENAS MICH. A 04 DE MARZO DEL 2012
Ing. Electromecánica
INDICE Pagina INTRODUCCION
PRACTICA 1. EL MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA
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COMO ENCONTRAR LA POSICION NEUTRA
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CONEXIONES DE MOTOR EN SERIE
5
CONEXIONES DE MOTOR EN DERIVACION
6
PRACTICA 2. EL MOTOR DE CD EN DERIVACION
9
PRACTICA 3. EL MOTOR SERIE DE CD
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PRACTICA 4.MOTOR COMPUESTO DE CD
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Ing. Electromecánica
INTRODUCCION El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica continua en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, par y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la electrónica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motores de corriente alterna, del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma a precios más accesibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de esto los motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro motor, etc.) La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga. Su principal inconveniente, el mantenimiento, muy caro y laborioso. Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, al que llega la corriente mediante dos escobillas. También se construyen motores de CC con el rotor de imanes permanentes para aplicaciones especiales.
PRACTICA 1. EL MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA Página 3
Ing. Electromecánica OBJETIVOS
Localizar la posición neutra de las escobillas. Conocer las conexiones básicas del motor. Observar las características de operación de motores conectados en serie y en derivación.
LISTA DE MATERIALES
Modulo de fuente de energía 0-120 VCA, 120 VCD, 0-120 VCD. Modulo de Motor/Generador de CD Modulo de medición de CA (0-100V) Modulo de medición de CD (0-100V) Tacómetro de mano o dinamómetro Cables de conexión
RECOMENDACIONES En este experimento de laboratorio se manejan altos voltajes, no haga ninguna conexión cuando la fuente este conectada. La fuente debe desconectarse después de hacer cada conexión. COMO ENCONTRAR LA POSICION NEUTRA 1.- Se conecto el circuito que aparece en la siguiente figura, utilizando los materiales necesarios. (No se conecta aun la fuente de CA)
2.- Se desprendió el modulo del Motor/Generador de CD. Se movió la palanca de ajuste de las escobillas hasta el extremo máximo en sentido de las manecillas del reloj. 3.- Se conecto la fuente de energía, moviendo lentamente la perilla de control de salida de voltaje hacia adelante hasta que el voltaje de CA indique 80 VCA.
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Ing. Electromecánica 4.- Cuidadosamente se movió la palanca de las escobillas de una posición extrema a la otra. Se observo que el voltaje de CA disminuye a cero y luego aumenta conforme se llega a la otra posición extrema. 5.- En el punto en el cual el voltaje es igual a cero se dejo en estado estático la palanca de las escobillas, este punto pertenece al plano neutro de Motor/Generador de CD. 6.-Se redujo el voltaje a cero y se desconecto la fuente de energía. Se volvió a colocar en su lugar el modulo del Motor/Generador de CD y se desconecto el circuito. CONEXIONES DEL MOTOR EN SERIE 1.- Con la ayuda de los módulos de fuente de energía, de medición de CD y del motor generador de CD. Se conecto el circuito de la siguiente figura. En donde la armadura se encuentra conectada en serie con el devanado de campo serie.
2.- Se conecto la fuente de energía y ajustando el voltaje de salida a 120 VCD. Se observo que el motor giraba rápidamente. 3.- Con la ayuda de una banda se conecto el eje del motor de CD al eje de un dinámetro, esto para medir la velocidad del motor. El cual dio una lectura de:
4.- Reduciendo el voltaje de la fuente se pudo observar que la velocidad del motor disminuye de manera proporcional. 5.- Reduciendo más aun el voltaje de la fuente se pudo definir que el sentido de rotación es contraria a las manecillas del reloj. 6.- Se redujo el voltaje a cero y se desconecto la fuente de alimentación. 7.- Se conecto el circuito de la siguiente figura. (A diferencia de la anterior conexión es que las conexiones a la armadura quedaron invertidas) Página 5
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8.- Se conecto la fuente de alimentación y se ajusto el voltaje a 120 VCD, posteriormente se redujo el voltaje para ver el sentido de rotación. Los datos que se obtuvieron son los siguientes:
9.- Se denoto como regla que el sentido de rotación de Motor/Generador de CD cambia cuando se produce una inversión en la polarización de la armadura. CONEXIONES DEL MOTOR EN DERIVACIÓN 1.- Se conecto el circuito mostrado en la siguiente figura. El reóstato se encuentra en serie con el campo en derivación y esta combinación se encuentra en paralelo con la armadura.
2.- Se ajusto el reóstato a la resistencia mínima (girándolo en sentido de las manecillas del reloj que aproximadamente sean cero ohm). 3.- Ajustando el voltaje de la fuente a 120 VCD el motor desarrollo una velocidad de en sentido de las manecillas del reloj.
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Ing. Electromecánica 4.- Se reajusto el reóstato pero ahora a la resistencia máxima en la cual el motor desarrollo velocidad alguna. Después de esto se redujo el voltaje a cero y se desconecto la fuente de energía. 5.- Lo siguiente fue invertir la polaridad del voltaje de entrada intercambiando los cables de conexión de la fuente de energía. Ajustando el reóstato a la resistencia mínima y conectando 120 VCD se observo que el sentido de rotación no varía más sin embargo la velocidad sí. 6.- Se vuelve a invertir los cables de conexión que van a la fuente dejando el circuito tal como en el paso 1. Después de eso se invierten los cables de la armadura. 7.- Se ajusto el reóstato a la resistencia mínima y se conecta la fuente de 120 VCD, con esto podemos observar que el sentido de rotación es el contrario al de las manecillas del reloj. 8.- Mientas el motor estaba funcionando, se desconecto el cable que va a una de las terminales del devanado de campo en derivación (5 o 6). Se observa que el motor de detiene ya que pierde la alimentación del campo en derivación. 9.- Teóricamente se llego a la conclusión de que si el motor estuviera conectado con el campo en serie, al momento de efectuar el paso anterior, la velocidad del este incrementaría súbitamente. 10.- Se conecto el siguiente circuito mostrado en la figura. La armadura se conecto a la salida variable 0-120 VCD en tanto que el campo en derivación se conecto a la salida fija de 120 VCD.
11.- Se conecto la fuente de energía y se ajusto el voltaje de la armadura a 30 VCD. Usando el dinamómetro se observo la velocidad del motor, este dato se registra en la siguiente tabla. Página 7
Ing. Electromecánica E (volts) Velocidad (Rev./min)
0 0
30 376
60 765
90 1170
120 1565
12.- Con los valores de la tabla anterior se puede realizar una grafica, como se muestra a continuación.
Velocidad vs. Voltaje en la Armadura 1800 1600 1400 1200 1000 Velocidad vs. Voltaje en la Armadura
800 600 400 200 0 0
30
60
90
120
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PRACTICA 2. EL MOTOR DE CD EN DERIVACIÓN OBJETIVOS
Estudiar las características del par en función de la velocidad de un motor de CD con devanado en derivación. Calcular la eficiencia de un motor de CD con devanado en derivación.
LISTA DE MATERIALES Modulo de fuente de energía (120 VCA, 0-120 VCD) Modulo de medición de CD (200V, 5A) Modulo de motor/generador de CD Modulo de electrodinamómetro Dinamómetro Cables de conexión Banda
1.- Se conecto el circuito mostrado en la figura.
2.- Se acoplo el dinamómetro al motor/generador de CD por medio de la banda, se ajusto la perilla del reóstato a su posición extrema (sentido de las manecillas del reloj) una vez que las escobillas están es su posición neutra. 3.- Se proporciona la carga mínima al arranque del motor (girando la perilla del dinamómetro en sentido contrario al de las manecillas del reloj). 4.- Se conecto la fuente de alimentación a 120 VCD (El sentido que tuvo que tomar la rotación del motor era en sentido de las manecillas del reloj). Se ajusto el reóstato de campo en derivación a una velocidad en el vacio de guiándonos por el dinamómetro.
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5.- Se midió la corriente de línea cuando el motor esta a la velocidad de . Después de esto se le aplico carga al motor de manera ascendente haciendo girar la perilla de control del dinamómetro. Y estos valores se registran en la siguiente tabla.
E (VOLTS)
I (AMPS)
120 120 120 120 120
1.25 1.7 2.2 2.75 3.4
Velocidad (REV/MIN) 1800 1759 1711 1664 1621
PAR (LBF.PLG) 0 3 6 9 12
6.- Con los valores obtenidos, se realiza la siguiente grafica.
Velocidad vs. Par 1850 1800 1750 1700 Velocidad vs. Par
1650 1600 1550 1500 0
3
6
9
12
7.- Se calculo la regulación de velocidad (carga completa = 9 lbf.plg).
8.- Se ajusto la perilla de control de dinamómetro en su posición extrema y se conecto la fuente de energía aumentando su voltaje de forma gradual hasta que el motor tome 3A de corriente de línea. El motor giraba de manera lenta. Y los valores obtenidos fueron los siguientes.
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9.- Con los valores obtenidos se calcula la corriente de arranque.
10.- Calcular los hp que desarrolla el motor cuando el par es de 9 lbf.plg.
11.- Calcular la potencia de entrada.
12.- Conociendo la potencia de salida y la de entrada, se calcula la eficiencia del motor.
( )
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PRACTICA 3. EL MOTOR SERIE DE CD OBJETIVOS
Estudiar las características del par en función de la velocidad de un motor de CD con campo en serie. Calcular la eficiencia de un motor de CD con el campo en serie.
LISTA DE MATERIALES Modulo de fuente de energía (120 VCA, 0-120 VCD) Modulo de medición de CD (200V, 5A) Modulo de motor/generador de CD Modulo de electrodinamómetro Dinamómetro Cables de conexión Banda
1.- Se conecto el circuito mostrado en la siguiente figura. Además de conectar el dinamómetro con el motor por medio de la banda.
2.- Se proporciono una carga de arranque al motor haciendo girar la perilla a la posición media. 3.- Se conecto la fuente de energía y se aumento gradualmente el voltaje de CD hasta que el motor comience a girar y así confirmar que giraba en sentido de las manecillas del reloj. Finalmente se ajusto el voltaje a 120 VCD. 4.- Se le aplico 12 lbf.plg de carga al motor. Midiendo los valores de la corriente de línea y la velocidad del motor. Esto mismo se hizo para otros valores de carga, y se registraron en la siguiente tabla. Página 12
Ing. Electromecánica E(VOLTS)
I(AMPS)
120 120 120 120 120
1.4 1.9 2.3 2.75 3.25
VELOCIDAD (R/MIN) 2650 2232 1975 1790 1664
PAR (LBF.PLG) 0 3 6 9 12
5.- Con los valores de la tabla anterior se realiza la siguiente tabla.
Velocidad vs. Par 3000 2500 2000 1500
Velocidad vs. Par
1000 500 0 0
3
6
9
12
6.- Calculo de la regulación de velocidad (plena carga = 9 lbf.plg).
7.- Se hizo girar la perilla de control del dinamómetro a su posición extrema. Posteriormente se conecto la fuente de alimentación y se fue aumentando de manera gradual hasta que la corriente de línea alcanzara 3A donde el motor giraba de manera lenta. En este punto se registraron los siguientes valores.
8.- Calculo de la corriente de arranque.
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9.- Calculo de los hp que desarrollo el motor serie cuando el par es de 9 lbf.plg.
10.- Calculo de la potencia de entrada.
11.- Calculo del porcentaje de la eficiencia.
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PRACTICA 4. MOTOR COMPUESTO DE CD OBJETIVOS
Estudiar las características de un par en función de la velocidad, de un motor compuesto de CD. Calcular la eficiencia de un motor compuesto, de CD.
LISTA DE MATERIALES Modulo de fuente de energía (120 VCA, 0-120 VCD) Modulo de medición de CD (200V, 5A) Modulo de motor/generador de CD Modulo de electrodinamómetro Dinamómetro Cables de conexión Banda
1.- Se conecto el circuito mostrado en la siguiente figura. Además de conectar el dinamómetro con el motor por medio de la banda.
2.- Se giro la perilla del dinamómetro a su posición extrema en sentido contrario al de las manecillas del reloj. 3.- Se conecto la fuente de alimentación y se aumento de forma gradual para observar el sentido de rotación del motor confirmando que giraba en sentido de las manecillas del reloj. 4.- Se desconecto la fuente y enseguida se conecto el campo en derivación en serie con el reóstato y estos a su vez en paralelo con el campo en serie conectado con la armadura. Quedando como se muestra en la siguiente figura.
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5.- Se conecto la fuente de alimentación de 120 VCD según las observaciones se noto que se encontraba en forma diferencial compuesta, para esto se desconecto la fuente y se invirtieron las terminales del campo en derivación para lograr obtener el modo de operación de acumulativo compuesto. 6.- Estando en la forma acumulativa compuesta y la entrada de 120 VCD, se ajusto el reóstato del campo en derivación para lograr una velocidad de motor en vacio de 1800 r/min. 7.- Se aplico carga al motor de manera ascendente de 3 en 3, midiendo la corriente de línea y la velocidad del motor, tomando los datos en la siguiente tabla. E(VOLTS)
I(AMPS)
120 120 120 120 120
1.1 1.5 2 2.4 2.8
VELOCIDAD (R/MIN) 1800 1638 1493 1365 1257
PAR (LBF.PLG) 0 3 6 9 12
8.- Con los valores de la tabla se realiza la siguiente grafica.
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Velocidad vs. Par 2000 1800 1600 1400 1200 1000
Velocidad vs. Par
800 600 400 200 0 0
3
6
9
12
9.- Calculo de la regulación de velocidad (carga plena = 9 lbf.plg).
10.- Se ajusto la perilla del dinamómetro a su posición extrema en el sentido de las manecillas del reloj, una vez hecho esto se conecto la fuente de alimentación y se fue incrementando el voltaje hasta obtener una corriente de línea de 3A. Obteniendo los siguientes valores.
11.- Calculo de la corriente de arranque.
12.-Calculo de los hp que desarrolla el motor compuesto de CD cuando el par es de 9 lbf.plg.
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Ing. Electromecánica 13.- Calculo de la potencia de entrada.
14.- Calculo del porcentaje de la eficiencia el motor.
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