MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

Laboratorio 5

“LA MÁQUINA DC”

Integrantes:

Huamani Sanchez, Rudy

Porras Miliano, Bruce Kevin.

Chirinos Michue, Ricardo.

Grupo: C14 – 03 – A

Profesor: Chilet León, César Alfredo.

Fecha de realización: 3 de octubre.

Fecha de entrega: 17 de octubre.

2011- II

1) INTRODUCCION

El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en 

mecánica, principalmente mediante el movimiento rotatorio.

Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil 

control de posición, paro 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 motores, etc.)

La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la 

velocidad desde vacío a plena carga y su principal inconveniente, el mantenimiento, muy 

caro y laborioso.

2) OBJETIVO

Identificar las partes constitutivas de una máquina DC. Establecer las diferencias entre el devanado de campo shunt y el devanado de campo serie. Determinar el tipo de bobinado de la armadura. Determinar el plano neutro de la máquina. Obtener la característica de vacío del generador DC.

3) MATERIALES- 01 máquina DC.- 01 multímetro digital.- Cables de conexión.- Interfaz de adquisición de datos.- Computadora personal.- Cables de conexión.

4) PROCEDIMIENTO

A. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Identificar los siguientes componentes:

- CARCASA.

Reconocer la carcasa: comentar.

¿Cuál es su función?

Su función es de protección mecánica y está hecho de  

Ubique los rodamientos: describir.

Los rodamientos sostienen al eje y al rotor.

En el motor de corte, identifique la caja de terminales. Anote los terminales

Los terminales en el motor de corte eran F1 y F2

En el motor de corte, identifique las tapas del motor.

Las tapas eran A1 y A2

Describa los soportes de la máquina.

Eran unas patas metálicas

- NÚCLEO DEL ESTATOR.

¿Cuánto polos tiene la máquina?

2 polos

¿Qué tipo de polos tiene la máquina?

Polos salientes

Identifique los devanados de campo y describa la diferencia entre ellos.

Campo shunt y campo serie

Características del Devanado de campo shunt.

Material:

Hilos de cobre esmaltado 

Sección:

Sección delgada con un gran número de espiras

Características del Devanado de campo serie.

Material:

Hilos de cobre esmaltado

Sección:

Gruesa

- ROTOR

Escobillas y porta escobillas.

Número de escobillas:

2

Ángulo entre las escobillas:

180°

Material de las escobillas:

Carbón o grafito 

Función del resorte en espiral.

Mayor presión, para hacer un contacto más efectivo entre la escobilla y el colector.

Devanado de armadura.

Material:

Cobre

Sección:

Gruesa 

Tipo:

Imbricado 

Colector.

Material:

Conjunto de delgas de cobre

Función:

Rectificar la tensión alterna en continua 

B. DATOS DE PLACA

- COMO MOTOR DC

Potencia:

175 W

Tensión:

220 V

Corriente nominal:

1.3 A

Velocidad nominal:

1500 RPM

- COMO GENERADOR DC

Potencia:

110 w

Tensión:

220 v

Corriente nominal:

0.5 a

Velocidad nominal:

1500 rpm.

C. PLANO NEUTRO

- Para ubicar el plano neutro se realizo el armado del siguiente circuito:

- Para localizar el plano neutro ,se desplazaron las  escobillas a uno de los extremos y y se incremento gradualmente la tensión en el devanado shunt hasta obtener 20 V; luego se desplazo lentamente las escobillas hasta obtener un mínimo de tensión que coincide con el plano neutro. 

D. ENSAYO DE VACÍO.- Para realizar el ensayo de vacio se utilizaron dos fuentes DC variables(independientes), y se 

utilizo el siguiente circuito para realizar el ensayo:

-- Se conecto el siguiente circuito utilizando el modulo de medición de la interface de 

adquisición de datos.

- Se   incremento la tensión de alimentación en a fuente DC que alimenta al motor impulsor hasta obtener la velocidad nominal de 1500 RPM.

- Con la corriente de excitación en cero, tomar lectura de la tensión inducida (tensión debido al magnetismo residual).ER=19.34 V

- Se Incremento, la corriente de excitación y se obtuvo la lectura de corriente de excitación y  tensión inducida. Se anotaron los valores en la siguiente tabla:

- Posteriormente se grafico la curva  Ei vs Iexc.

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.160

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Ei vs Iexc

La grafica muestra un comportamiento casi lineal.

4) CUESTIONARIO.¿Describir los polos de la máquina DC?

Eran polos salientes.

¿Qué tipo de devanado es la armadura?

Devanado shunt.

¿Por qué se le dice inducido a la armadura?

Por que  transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitación en el caso del motor. 

¿Qué ángulo forman las escobillas de un motor DC?

Eléctrico=180 °

Mecánico=90°

¿Qué función desarrollan la porta escobillas y el resorte en forma de espiral?

La función del porta escobillas es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto. 

Describa la característica de vacío.

En vacío, toda la potencia que entra a la máquina se convierte en  pérdidas en el núcleo.El funcionamiento de la maquina DC se suele situar en torno al codo de la curva(Ensayo de vacio), buscando una mayor estabilidad con valores mínimos de la corriente de excitación.

¿A qué se denomina plano neutro y cómo se lo localiza?

El plano neutro de un dínamo es el que corresponde al punto neutro, los polos magnéticos contiguos en el cual los conductores del inducido se están desplazando paralelamente a las líneas de fuerza y en un campo muy débil normalmente, cuando el dínamo no soporta ninguna carga, este plano neutro esta en el medio de la distancia entre los polos contiguos de la polaridad opuesta,

Cuando los conductores están pasando por este punto, no engendran ningún voltaje, por no cortar líneas de fuerza. Es en este punto, en el que las delgas del conmutador unidas a los conductores son momentáneamente puestas en cortocircuito por las escobillas debajo de las cuales pasan en este momento. Si se permitiera que las escobillas pusieran en cortocircuito las bobinas mientras pasan a través del flujo intenso que hay debajo de un polo y que engendra un voltaje apreciable, se producirían muchas chispas en las escobillas. Por lo cual es importante ajustar las escobillas correctamente en este plano neutro.

¿De qué tipo de material están constituidas las escobillas?

Carbón o grafito 

¿Porqué al conjunto colector + escobillas se le denomina conmutador?

La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas 

Presentar al menos una placa de datos característicos de una máquina DC.

DC motors series 6 shaft height 160 - 280

DC motors series 5 shaft height 500 - 630

¿Cuántas y cuáles son las formas de invertir la polaridad de la tensión generada? Explique.

Para invertir el sentido de giro de un motor de C. C., basta con invertir la polaridad de la tensión aplicada en sus bornes (con lo cual varía el sentido de la corriente que circula por su bobinado), y hacer así que el par de fuerzas que originan el giro del motor sea de sentido contrario. Otro método de invertir el sentido de giro, es el de invertir la polaridad del campo magnético producido por las bobinas excitadoras, esto sólo puede hacerse en máquinas que las tengan accesibles desde el exterior. 

5) OBSERVACIONES

En el ensayo de vacio no se llego a utilizar la tensión nominal , por lo tanto en la grafica Ei vs Iexc  no logra observarse las zonas del codo y la saturación.

En el manual del laboratorio indica una sección sobre la inversión de giro pero este no se realizo en el laboratorio.

Las escobillas se encuentran separadas 180° pero eléctricamente, de forma mecánica se encuentran separadas 90°. 

6) CONCLUSIONES.

Las maquinas de corriente continua pueden funcionar de dos maneras: como generador y motor.

Debido al rápido desgaste de las escobillas , este necesita cambiarse cada cierto tiempo siendo un inconveniente.

Cuando la el motor trabaja en vacio toda la potencia que entra en la maquina se convierte en pérdidas en el núcleo.

La función del portaescobillas es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.

El funcionamiento de la maquina DC se suele situar en torno al codo de la curva(Ensayo de vacio), buscando una mayor estabilidad con valores mínimos de la corriente de excitación.