LABORATORIO DE MÁQINARIA ELÉCTRICA I
PRÁCTICA #2
OPERACIÓN DE UN MOTOR PARALELO DE CORRIENTE CONTINUA Estudiante: Gallo Muñoz Josselyn Profesor guía (Materia): Ing. Endara Vélez Ivan David
Paralelo #1
Profesor Guía (Laboratorio): Ing. Adriana Cervantes Fecha (Realización de práctica): 22/06/2017 Fecha (Entrega de reporte): 06/07/2017
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 1. Determinar la relación entre el sentido del campo y el sentido de la corriente en la armadura con el sentido de rotación del motor. 2. Controlar la velocidad del motor C.C. por campo (flujo variable) LISTA DE EQUIPOS Y MATERIALES USADOS
Motor de corriente continua Reóstato Multímetro Amperímetro de gancho Banco de resistencias Cables
PROCEDIMIENTO 1. Relación entre la dirección del campo y la dirección de la corriente en la armadura con la dirección de rotación de un motor de corriente continua. Primero se conectó la maquina como un motor paralelo.
La bobina extra que se añadió (F) es la bobina de falla de campo que se encuentra en la mesa de trabajo, también el reóstato que se empleó. Antes de arrancar el motor, se ajustó el reóstato a su mínimo valor de resistencia, y el sentido de rotación fue anti horario.
LABORATORIO DE MÁQINARIA ELÉCTRICA I Las lecturas de voltaje y corriente fueron las siguientes: 124V
0.91A
Después se hizo el mismo procedimiento pero se invirtieron las conexiones del campo paralelo, antes conectad (X-XX), se invierte a (XX-X), al arrancar el motor se pudo notar que el sentido de rotación cambió (a horario). Las lecturas de voltaje, corriente y velocidad fueron: 124.6V
0.87A
2383rpm
Nuevamente se repitió el procedimiento pero retomando las conexiones iniciales del campo e invirtiendo las de armadura, de (A-AA) pasaron a conectarse como (AA-A). El sentido de rotación cambió (a horario). Las lecturas de voltaje, corriente y velocidad fueron: 125.1V 0.85A 2408rpm 2. Control de velocidad del motor C.C. por flujo variable Nuevamente se conectó la maquina para que opere como motor paralelo. Antes de arrancar el motor también se ajustó el reóstato a su mínimo valor de resistencia, después se varió la corriente de campo de su valor mínimo hasta 0.4ª y se tomaron los siguientes puntos para realizar la gráfica. Corriente de Campo
0.91
0.85
0.79
0.74
0.68
0.63
0.57
0.52
0.46
0.4
Velocidad
2397
2436
2480
2526
2586
2647
2734
2819
2934
3102
Voltaje
124.7
124
124
124.2
124
124.2
124.1
124.1
124
124.4
Tabla control de Campo
Ea vs. If 126 124 122 120 118 116 114 112 110 0.35
0.45
0.55
0.65
0.75
0.85
0.95
LABORATORIO DE MÁQINARIA ELÉCTRICA I El comportamiento de esta gráfica se puede explicar de la siguiente manera. Se sabe que: 1 = − 1 = ∅11
2 = − 2 = ∅22
También que existe una relación entre las corrientes de armadura debido a que los torques a ambas velocidades son iguales. 2 1
=
∅1 ∅2
Si se reemplaza esto en Ea2 no habría mucha diferencia entre este valor y Ea1, debido a que el valor que se multiplique por la resistencia de armadura no influye mucho en el resultado final del voltaje inducido porque es muy pequeña la resistencia. Otra forma de verlo es que tanto los flujos como las velocidades cambian en porcentajes parecidos, lo que hace que la relación entre Ea1 y Ea2 sea cercana a 1.
W vs. If 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0.35
0.45
0.55
0.65
0.75
0.85
0.95
En esta gráfica se puede ver que al variar el flujo de campo (variando la corriente y ésta a la vez varía dependiendo de la resistencia que se agrega al reóstato), también cambia a la velocidad, mientras se mantiene constante el voltaje inducido. Mientras más grande sea la resistencia, menor es la corriente, menor es el flujo y mayor es la velocidad. Lo que se comprueba con las siguientes formulas. Primero se tiene una velocidad de estado estable w1 y se tiene el siguiente voltaje inducido. 1 = − 1 = ∅1
Cuando se realiza el cambio de flujo, se produce una nueva corriente de armadura, lo que produce un nuevo torque que es igual al anterior. 1 = 2 = ∅11 = ∅22
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De esto se obtendría que existe una relación directa entre las dos corrientes de armadura y los flujos. 2 1
=
∅1 ∅2
Como la resistencia de campo está aumentando, la corriente de campo disminuye y también el flujo (∅2). Entonces la corriente Ia2 es menor a Ia1. Y si Ia2 está disminuyendo y considerando que el voltaje en los terminales de la fuente no cambia (Vt), necesariamente la velocidad tiene que aumentar. 2 =
− ∅12
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En la práctica se observó y comprobó, los cambios de sentido en la rotación que se dan invirtiendo las conexiones del campo o de la armadura o invirtiendo la polaridad de la fuente de alimentación. Se comprobó que en la regulación de velocidad por flujo variable el voltaje inducido no varía (o lo hace muy poco), se observó que al aumentar la resistencia (reóstato), la corriente de campo disminuye, pero el voltaje inducido no varía, cabe recalcar que también se produjo un aumento de velocidad. Se debe arrancar el motor con valores muy bajos de resistencia para que así el torque de arranque y por lo tanto la corriente pueda pasar a través de esta resistencia e induzca un voltaje sin dificultad alguna. Antes de realizar cualquier medición primero se debe encerar los instrumentos. Antes de tocar cualquier cable se debe desenergizar la mesa de trabajo.
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PREGUNTAS 1.
¿Si la polaridad de la fuente de alimentación de un motor c.c. paralelo fuera invertida, cambiaría la dirección de rotación del motor? ¿Por qué? Si cambia la dirección de rotación del motor, debido a que el voltaje inducido tendrá una polaridad opuesta a la que tendría con la conexión inicial, esto producirá una corriente en sentido opuesto y por la tanto la dirección del sentido de rotación se ve afectada ya que se tendría una corriente en otra dirección.
2.
¿La corriente que circula por los conductores de la armadura de una máquina de corriente continua de que tipo es (alterna o continua) y porque? La corriente que circula por la armadura es de tipo alterna (sin importar si la máquina es de corriente continua o alterna debido a que el proceso para cambiar de alterna a continua se lleva a cabo en los colectores), debido a que el flujo presenta una forma sinusoidal.
3.
¿Qué ocurriría si el circuito del campo de un motor paralelo se abriera súbitamente? Cando el campo es desconectado se dejará de producir el flujo de campo, por lo tanto la maquina quedará actuado con un flujo remanente es decir giraría con muy poca velocidad y después de poco tiempo se detendría.
4.
¿Por qué la velocidad de un motor serie se incrementa cuando se reduce la carga? Al disminuir la carga el torque disminuye lo que provoca una disminución en la corriente de armadura y también un aumento en el voltaje inducido, por lo tanto al aumentar este voltaje inducido se obtendrá una velocidad mayor ya que son directamente proporcionales.
5.
¿Por qué un motor serie debe siempre tener algo de carga? Porque debido a la misma conexión si no se tiene una carga no se cerrará el circuito, como consecuencia de esto se tendría que la corriente que pasa por el devanado del campo que es la misma de la armadura seria cero y por lo tanto el motor no funcionaría.
6.
¿Qué clase de aplicaciones son más apropiadas para un motor serie? Por lo general se utiliza donde se requiera un alto valor en el torque de arranque, como por ejemplo en grúas, ferrocarriles o motores de arranque en vehículos.
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Explique y justifique la función del devanado de compensación. Cuando los efectos del flujo magnético de reacción de armadura son significativos y alteran sustancialmente e comportamiento normal de la maquina es necesario reducir al mínimo este flujo de armadura, para lo cual se utiliza el devanado de compensación. Como se quiere reducir el flujo de armadura, la corriente que circule por el devanado de compensación debe ser una de tal manera que produzca un flujo que minimice el flujo de armadura, es por esto que el devanado de compensación se conecta en serie con el devanado de armadura, para reducir al mínimo el flujo.
8.
¿Porque se debe ajustar el reóstato del campo a su mínimo valor antes de arrancar el motor? Para que el motor logue arrancar, porque si es reóstato de campo está en su valor máximo (o muy alto), la corriente de arranque se encontrará con una resistencia muy elevada, es decir que el torque de arranque debe ser lo suficientemente grande como para arrancar el motor sin problemas, pero si la resistencia ya es muy alta puede que el motor no logre arrancar.
9.
En el caso de requerir invertir el giro de un motor DC en forma automática, indique y justifique que se prefiere ¿Invertir la corriente de campo o la corriente de armadura? Es preferible invertir la corriente de campo ya que es aquí donde se produce el flujo que producirá una corriente en dirección opuesta, cambiando así la dirección de giro.
10.
¿Es posible reducir mediante el control de campo la velocidad obtenida con este método con el reóstato ajustado en su mínimo valor? Si su respuesta es que “si” explique cómo lo haría, si su respuesta es que “no” explique y justifique de que otro modo lo haría. No se puede reducir significativamente la velocidad a partir del último resultado de la práctica, debido a que se obtuvo 0.4A con la resistencia casi a su nivel mínimo, si se ajustara este al mínimo valor no cambiaría mucho la corriente de campo y por lo tanto tampoco la velocidad. Lo que se puede hacer es utilizar reóstatos con mayores resistencias o ir aumentando la velocidad desde un valor más bajo tal como si hizo en la práctica.
BIBLIOGRAFÍA Jesus Fraile Mora 5ta Edición
