cuestionari 2sistemas e

8/3/2019 cuestionari 2SISTEMAS E

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AERONAUTICA

IPN ESIME Ticoman

Sistemas Elctricos en Aeronaves

Cuestionario Unidad II y III

Prof. Pacheco Rosado Luis Alfonso

V

Elaborado por

Elaborado por: Eduardo Trejo

Galicia

Boleta: 2010390079


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UNIDAD IIGENERADORES DE CD

Qu es un generador de corriente continua?

Es una mquina de CD que convierte la energa mecnica en energa elctrica a travs de

la accin de campos magnticos. Los generadores de CD se diferencian por la forma en que

se derivan sus flojos de campo.

2-.Cuales son las ecuaciones que determinan el comportamiento de una mquina de CD

lineal?

a)Ecuacin para la fuerza aplicada al alambre conductor en presencia de un campo

magntico

F=i(LxB)

b)Ecuacin para el voltaje induciodo en un alambre conductor que se mueve en un campo

magntico.

eind=(vxB)*L

c)La ley de kirchoff

VB= eind+iR

d) La ley de newton para la barra que se mueve sobre la va:

Fneta=ma

3.-Explicar el funcionamiento de la mquina de CD lineal de acuerdo a las ecuaciones

bsicas.

Para poner en marcha la maquina se cierra el interruptor y se produce un flujo de corriente

(i),debido a que la barra esta en reposo eind=0


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i=VB/R

El flujo de corriente a travez de la barra est dentro de un campo magntico por lo que se

va a producir una fuerza en la barra F=i*L*B(hacia la derecha)

La barra se acelera hacia la derecha, al ir incrementando su velocidad se induce en ella un

voltaje (eind)

El voltaje reduce la corriente que fluye por la barra(i) i=VB- eind/ (R)

La fuerza inducida decrece (F= i*L*B) hasta hacerse F=0 .en este momento eind=VB,i=0 y

la barra se mueve a velocidad de vaco constante

VB= eind=Vee*B*L Vee=VB/B*L

4:-Cul es el funcionamiento del motor de CC tomando como modelo la maquina lineal.

Para operar la maquina lineal en condiciones de vaco en estado estacionario se aplica a la

barra una fuerza en direccin opuesta al movimiento por lo que se origina una fuerza neta

Fneta en direccin opuesta a la del movimiento

Fneta=Fcarga-Find

El efecto de la fuerza disminuir la velocidad del movimiento de la barra ,por lo que la

aceleracin resultante ser negativa.

A=Fneta/m

Al disminuir la velocidad de la barra el voltaje eind=V*B*L cae entonces el flujo de la

corriente se incrementa.

i=VB- eind/(R)

La fuerza inducida se incrementa a una velocidad menor F ind=i*L*B hasta que F

ind=Fcarga


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Una cantidad de potencia elctrica igual a eind*i se convierte en potencial mecnico a F

indV,y la maquina opera como motor

5.-Cul es el funcionamiento del generador de CC tomando como modelo la maquina

lineal?

Al operar la maquina lineal inicialmente en condiciones de vaco en estado estacionario se

aplica una fuerza ,en la direccin del movimiento ,por lo que se origina una fuerza neta en

direccin al movimiento.

La fuerza aplicada hara que la barra aumente de velocidad y que se acelere en direccin

del movimiento.

Al aumentar la velocidad de la barra el voltaje eindse incrementa al igual que la corriente y

la fuerza inducida ,hasta que F ind=Fcarga

Al convertir una cantidad de potencia mecnica igual a (Find *V) en potencia elctrica (eind

*i),la maquina opera como generador.


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6.-Explicar cmo se produce la fem inducida en una espira en una mquina de CD e

indicar cuales se expresin.

Cuando una espira es atravesada por un flujo magntico variable, se induce una fuerza

electromotriz sobre la misma. Una FEM puede ser inducida en una espira ya sea variando

la intensidad de campo magntico que la atraviesa (por lo tanto variando el flujo), o

moviendo la espira de tal forma que el campo incida de una forma distinta y cambie la

intensidad de flujo que la atraviesa.

De forma general, por medio de la Ley de Faraday se determina que la FEM es igual a la

variacin de flujo sobre la variacin de tiempo. Por medio de la Ley de Lenz se le agrega un

signo negativo que indica que la FEM genera una corriente en sentido contrario a la causa

que la produce.

7Cul es la funcion y como se realiza el proceso de conmutacion?

Es la operacin de invertir la corriente en una bobina del inducido, por medio de la

escobilla y las delgas del colector; Se realiza cuando se cambian las conexiones de la espira

del rotor en una mquina de CD ,en el mismo instante en el que el voltaje en la espira

cambia de polaridad ,manteniendo un voltaje de salida de CD constante ,gracias a que un

anillo seccionado en 2 partes evita la inversin de sentido de corriente.

8.-Cuales son las principales partes de una mquina de c.d.? explicar la funcin de cada

una.

RotorConsta de una espira de alambre que gira sobre un eje fijo, los segmentos

giratorios a las espiras estn unidos ,se llaman segmentos de conmutador, y las partes

estacionarias que se montan en la parte superior de los segmentos en movimiento se

llaman escobillas.


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EstatorParte estacionaria de la mquina que consta de una estructura que proporciona

el soporte fsico de las piezas polares que se proyectan hacia dentro.

Piezas Polaresproporcionan el camino para el flujo magntico

EntrehierroAncho constante entre el rotor y el estado

Del inducido :Son en los que se induce el voltaje se encuentra en el rotor

Devanados De campo: Son los que producen el flujo magntico principal de la maquina

ConmutadorRectifica la corriente de Ca a CD

9.-Con qu otros nombres se conocen los embobinados del inductor e inducido de una

mquina de c.d.?

Estator Polos, Devanados de campo,Inductor ; Rotor Devanados del inductor,

Armadura

10.-Cmo se determina la eficiencia de un motor de c.d.?

11.-Que prdidas se presentan en una mquina de c.d.? Explicarlas

Las prdidas en una maquina elctrica se divides en 5 categoras.

1.Prdidas elctricas o prdidas en el cobre

Son las que presenta el devanado de inducido y el campo de la maquina

2.Perdidas en las escobillas .

Son potencias perdidas a travez del potencial en las escobillas de la maquina

3.Perdidas en el ncleo

Tambin llamadas perdidas por histresis y por corrientes parasitas se presenta en el

metal del motor ,estas prdidas varan conforme a la densidad de flujo en el rotor

4.Perdidas mecnicas


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Son las asociadas con los efectos mecnicos, friccin y rozamiento con el aire, tambin

friccin causada por el frotamiento de los cojinetes y por partes mviles dentro de la caja

del motor.

5.Perdidas dispersas

12.- Cules son las aplicaciones de los motores de c.d.?

Los motores de corriente directa son insuperables para aplicaciones en las que debe

ajustarse la velocidad, as como para aplicaciones en las que requiere un par grande. En la

actualidad se utilizan millones de motores de C.D. cuya potencia es de una fraccin de

caballo en la industria del transporte como: automviles, trenes y aviones, donde impulsan

ventiladores, de diferentes tipos para aparatos de a/c, calentadores y des congeladores:

tambin mueven los limpiadores de parabrisas y accin de levantamiento de asiento y

ventanas. Tambin son muy tiles para arrancar motores de gasolina y diesel en autos,

camiones, autobuses tractores y lanchas.

13.- Cul es la clasificacin de los generadores de c.d.?

a) Generador con excitacin independiente

b) Generador con excitacin en paralelo (shunt)

c) Generador con excitacin en serie

d) Generador con excitacin compound acumulativo

e)Generador con excitacin compound diferencial

14.- Cul es la clasificacin de los motores de c.d.?

a) Motor de CD de excitacin separada

b) Motor de CD de derivacin

c) Motor de CD de imn permanente

d) Motor de CD de serie

e) Motor de CD compuesto


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15.- Que indica la regulacin de voltaje?

La regulacin de voltaje es una medida de la cada de voltaje en las terminales a plena

carga si Vsc es el voltaje de las terminales sin carga y Vpc es el voltaje con plena cara, se

define como RV= Vsc-Vpc*(100)/Vpc

16.-Explicar las caractersticas y el funcionamiento del generador con excitacin

independiente, dibujar su circuito y su grfica (caracterstica terminal)

En este tipo de generador, la tensin en los bornes es casi independiente de la carga de la

mquina y de su velocidad, ya que la tensin se puede regular por medio del restato de

campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos lmites, porque la excitacin del campo

inductor no puede aumentar ms all de lo que permite la saturacin.

17.-Explicar las caractersticas y el funcionamiento del generador en derivacin. Cmo

se realiza el proceso de auto excitacin?, Dibujar su circuito y su grfica.

Se conecta el devanado inductor en paralelo en el inducido, el generador suministra

energa elctrica a una tensin aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga,

aunque no tan constante como en el caso del generador con excitacin independiente.

Cuando el circuito exterior est abierto, la mquina tiene excitacin mxima porque toda


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19.-Explicar las caractersticas y el funcionamiento el generador en serie, dibujar su

circuito y su grafica (caracterstica terminal).

La excitacin de un generador en serie se lleva a cabo cuando los devanados de excitacin

y del inducido se conectan en serie y, por lo tanto la corriente que atraviesa el inducido en

este tipo de generador es la misma que la que atraviesa la excitacin. Este ltimo

devanado, est constituido por pocas espiras con hilo conductor de gran seccin, pues la

f.e.m. necesaria para producir el campo principal se consigue con fuertes corrientes y

pocas espiras.. La intensidad es la misma para el inducido, la carga y el devanado de

excitacin.

20.-Explicar las caractersticas y el funcionamiento del generador compuesto adicional,

compuesto diferencial sobre compuesto, simple, subcompuesto, compuesto cort y

compuesto largo. Dibujar los circuitos y graficas correspondientes.

Un generador de CD compuesto acumulativo es un arrancador de CD tanto en campo en

serie como un campo en derivacin ,conectados de tal manera que las fuerzas

electromotrices en los 2 se suman.

DERIVACION LARGA

Las puntas que aparecen en las escobillas de campo tienen el mismosignificado que en un transformador ,la corriente que fluye hacia un punto produce una

fuerza magneto motriz positiva, la corriente del inducido fluye hacia el extremo marcado

con un punto en la bobina de campo en serie ya que la corriente en derivacin larga fluye

hacia el punto de la bobina de campo en derivacin.


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DERIVACION CORTAEl circuito de campo den derivacin tiene una corriente IL que fluye

atraves de el en lugar de I.

SubcompuestoSi solo se tiene unas cuantas vueltas en serie el efecto de la cada resistiva

prevalece sobre el otro, el voltaje cae igual que en una generador en derivacin pero no

pronunciadamente.

Simplesi hay unas cuantas de alambre ms en serie en los polos ,entonces gana el

efecto del flujo y el voltaje en las terminales se incrementa con la carga ,primero se eleva

el voltaje en las terminales y luego cae conforme se incrementa la carga.

Sobre compuestosi se aaden an ms vueltas en serie el generador ,el efecto de

fortalecimiento de flujo predomina por un periodo mayor antes de el paso de cada

resistiva.


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Unidad IIIMOTORES DE C.D.

1. Qu es un motor de corriente continua?

El motor de corriente continua es una mquina de CD que convierte la energa elctrica en

mecnica, principalmente mediante el movimiento rotatorio.

2. Que nos indica la regulacin de velocidad en los motores de c.d.?

Es una medida aproximada de la forma de la caracterstica par-velocidad de un motor.

Una regulacin de velocidad positiva significa que la velocidad del motor cae cuando se

incrementa la carga, una regulacin de velocidad negativa significa que la velocidad del

motor incrementa cuando se disminuye la carga.

rv=wsc-wpcwpcx100%

donde:

wsc= velocidad del motor en vacio

wpc= velocidad del motor a plena carga

3. Dibujar el circuito equivalente de un motor de c.d.

.

.

4. Explicar que es la Fcem y como se produce indicando su expresin

La corriente de campo en una mquina de CD produce una fuerza magneto motriz de
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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campo dada por la expresin Tp=Nf*If .Esta fuerza produce un flujo en la maquina de

acuerdo con su curva magnetomotriz.

5. Explicar las caractersticas del motor de c.d. en derivacin, dibujar su circuito y su grfica.

Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye ms que

ligeramente cuando el par aumenta .La caracterstica principal es que obtiene su potencia

directamente a travez de las terminales del inducido del motor

6. Que indica la caracterstica en la terminal en un motor elctrico?

Es una grfica de sus cantidades de salida, donde se puede apreciar la forma de estas

cantidades ,las cantidades de salida son el par y la velocidad del eje ,por lo que la

caracterstica de las terminales de un motor es una grfica donde se aprecia la relacin

entre par de salida y su velocidad de salida.

7. Explicar las caractersticas del motor de c.d. con imn permanente.

Es un motor de CD cuyos polos estn hechos de imanes permanentes ,no requiere un

circuito de campo externo ,no sufren prdidas por el cobre ,no requieren devanados de

compensacin ,son ms pequeos ;los imanes permanentes no pueden producir una

densidad de flujo tan alta como la suministrada tan alta en forma externa por un campo

en derivacin ,tendr un par inducido Tind menor por Amper de corriente del inducido In

8. Explicar las caractersticas del motor de c.d. en serie, su caracterstica terminal y sus

aplicaciones, dibujar su circuito.


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Es aquel cuyos devanados de campo constan de relativamente pocas vueltas conectadas

en serie con el circuito del inducido ,la corriente del inducido, la corriente de campo y la

corriente de lnea son iguales cuando el par de motor llega a cero ,su velocidad aumenta al

infinito. No se debe dejar operar sin carga porque alcanza velocidades muy altas de tal

forma que se daa el motor.

9. Explicar las caractersticas del motor de c.d. compuesto acumulativo y diferencial, su

caracterstica terminal y dibujar su circuito.

Incluye un campo en derivacin como un campo en serie .Los puntos que aparecen en las

bobinas de campo tienen el mismo significado que los puntos en un transformador ,la

corriente que fluye hacia un punto produce fuerza magneto motriz positiva, si la corriente

fluye hacia ambos bobinas de campo ,las fuerzas magneto motriz resultantes se suman

para producir una fuerza total mayor.


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El motor de CD compuesto acumulativo combina las mejores caractersticas tanto del

motor en derivacin como del motor en serie ,tiene un par de arranque extra y no se

desboca en vacio.

Con cargas ligeras el motor se comporta como un motor en derivacin conforme aumenta

la carga de comporta como motor en serie adquiriendo estas caractersticas de par

velocidad.

La fuerza magneto motriz en derivacin y la fuerza magneto motriz es serie se restan la

una a la otra para un motor CD compuesto diferencial cuando la carga aumenta en el

motor ,IA se incrementa y el flujo en el motor disminuye, como el flujo disminuye la

velocidad del motor aumenta.

10. Explicar cmo se realiza el arranque a lmite de tiempo

Los arrancadores con lmite de tiempo tienen una construccin sencilla usa una serie de

rels de temporizacin, aceleran un motor con picos bajos de corriente, utilizan menos

energa elctrica durante la aceleracin y siempre aceleran el motor en el mismo tiempo,

sin importar las variaciones en la carga. El primer rel se energiza al mismo tiempo que el

motor arranca, por lo que despus de cierto tiempo se cerraron los interruptores y se retira


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parte de la resistencia de arranque del circuito, de esta forma se siguen retirando partes

del resistor hasta que el motor opera a plena velocidad .

11. Cmo se invierte la direccin de rotacin en un motor de c.d.?

Para invertir la rotacin es necesario invertir el flujo de corriente es decir, invertir las

terminales de alimentacin.

12. En funcin de que parmetros se controla la velocidad de un motor de c.d.?

Ajustando la resistencia de campos, ajustando el voltaje en las terminales ajustado en el

inducido. La regulacin de la velocidad de un motor de corriente continua puede hacerse

actuando sobre la tensin aplicada al inducido o bien variando el flujo inductor, ya que el

trmino RiIi es muy pequeo y no modifica prcticamente la ecuacin.

13. Cmo se realiza el control de velocidad con par constante y potencia variable?

Para mantener un par constante es necesario el flujo ya que este depende

proporcionalmente ,as como tambin mantener constante en la corriente del inducido

Por lo cual la resistencia de campo debe permanecer constante y el factor para variar la

potencia de alimentacin al motor proviene de la fuente de alimentacin

14. Cmo se realiza el control de velocidad con par variable y potencia constante?

Se incrementa la resistencia de campo ,entonces disminuye la corriente de campo y

conforme disminuye el flujo .Una disminucin en el flujo causa un decremento

instantneo en el voltaje interno generado que a su vez causa un gran incremento en la

corriente del inducido de la mquina ,puesto que el par inducido en un motor varia de

manera proporcional al variar la resistencia de campo.

La potencia de alimentacin ,se mantiene constante provisionalmente de la fuente de

alimentacin.

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