motores cc
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Índice
CARÁTULA..........................................................................................................................2Índice.....................................................................................................................................3Introducción..........................................................................................................................4CAPITULO I : Revisión preliminar....................................................................................5
1. Selección de Motores y Generadores de Corriente Continua...................6a. Elabore un diseño de las características y/o funcionamiento de una máquina de corriente continua..............................................................................6
Principio de funcionamiento como motor....................................................................6Principio de funcionamiento como generador............................................................7
PARTES ESCENCIALES DE UNA MAQUINA C.C...............................................8ASPECTO EXTERIOR DE UNA MAQUINA CC...................................................8
b. Señale los tipos de máquinas de corriente continua y su aplicabilidad.. .8MOTORES CC.............................................................................................................8MOTOR SHUNT..........................................................................................................9MOTOR SERIE............................................................................................................9MOTOR COMPUESTO (COMPOUND)..................................................................9MOTOR SHUNT ESTABILIZADO..........................................................................10GENERADORES CC................................................................................................11
Generador con excitación independiente..........................................................11Generador con excitación en paralelo (shunt)..................................................12Generador con excitación en serie.....................................................................13Generador con excitación compound................................................................14c. Analice y explique las especificaciones técnicas para la selección de motores y generadores de corriente continua..................................................16
CAPITULO III: Aplicaciones prácticas en la industria..............................................17d. Ejemplifique didácticamente situaciones industriales y/o eléctricas donde se presentan estos tipos de motores.....................................................17
Conclusiones..................................................................................................................18Bibliografía virtual y física............................................................................................19
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Introducción
El presente trabajo nace por el interés de conocer el funcionamiento de los motores y generadores de corriente continua.
Analizar su funcionamiento partes y tipos de motores y generadores de corriente continua.
Los motores de corriente continua son muy utilizados en la industria y es necesario saber su funcionamiento.
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CAPITULO I : Revisión preliminar
Se escogio este tema por que dentro de la industria de la metal mecánica donde yo trabajo se utiliza mucho los motores y generadores de corriente continua y se hace necesario conocer su funcionamiento y partes para el momento que se tenga que realizar un mantenimiento o para alguna emergencia en campo.
Los motores a corriente continua son altamente utilizados para diferentes máquinas herramientas (torno, mandrinadora, etc.) y se hace necesario conocer su funcionamiento.
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CAPITULO II: Desarrollo de los contenidos
1. Selección de Motores y Generadores de Corriente Continua
a. Elabore un diseño de las características y/o funcionamiento de una
máquina de corriente continua.
Los motores y generadores de corriente continua tienen casi el mismo
principio, la diferencia es que el motor convierte la energía eléctrica
continua en mecánica, provocando un movimiento rotatorio y el generador
de corriente continua transforman la energía mecánica en eléctrica
Principio de funcionamiento como motor
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Principio de funcionamiento como generador
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.
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PARTES ESCENCIALES DE UNA MAQUINA C.C.
ASPECTO EXTERIOR DE UNA MAQUINA CC
b. Señale los tipos de máquinas de corriente continua y su aplicabilidad.
MOTORES CC
Los motores D.C se clasifican de acuerdo al tipo de bobinado del campo
como motores Serie, Shunt, Shunt estabilizado, o Compuesto (Compound).
Sin embargo algunos de ellos pueden ser auto excitados o de excitación
separada o pueden tener campos de imán permanente.
Ellos muestran curvas muy diferentes de torque-velocidad y se conectan en
diferentes configuraciones para diferentes aplicaciones.
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MOTOR SHUNT
En un motor shunt, el flujo es constante si la fuente de poder del campo es
fija. Asuma que el voltaje de armadura Et es constante. A medida que la
corriente de la carga disminuye desde plena carga a sin carga, la velocidad
debe aumentar proporcionalmente de manera que la fuerza contra
electromotriz Ec aumentará para mantener la ecuación en balance. A
voltaje nominal y campo completo, la velocidad del motor shunt aumentará
5% a medida que la corriente de carga disminuya de plena carga a sin
carga. La reacción de armadura evita que el flujo de campo permanezca
absolutamente constante con los cambios en la corriente de la carga. La
reacción de armadura, por lo tanto causa un ligero debilitamiento del flujo a
medida que la corriente aumenta. Esto tiende a aumentar la velocidad del
motor. Esto se llama “inestabilidad” y el motor se dice que está inestable.
MOTOR SERIE
En un motor serie, el flujo del campo es una función de la corriente de la carga y
de la curva de saturación del motor. A medida que la corriente de la carga
disminuye desde plena carga, el flujo disminuye y la velocidad aumenta. La rata
de incremento de velocidad es pequeña al principio pero aumenta a medida que
la corriente se reduce. Para cada motor serie, hay una mínima carga segura
determinada por la máxima velocidad de operación segura.
MOTOR COMPUESTO (COMPOUND)
Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del
campo shunt como se ve en la figura. Este campo serie, el cual consiste de pocas
vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la
corriente de armadura.
El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura
varia, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de
manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores
compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como
compound acumulativo.
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Esto provee una característica de velocidad la cual no es tan “dura” o plana como
la del motor shunt, no tan “suave” como un motor serie. Un motor compound tiene
un limitado rango de debilitamiento de campo, la debilitación del campo puede
resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores
D.C compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta
estable de torque constante a través de un amplio rango de velocidad.
MOTOR SHUNT ESTABILIZADO
Para vencer la potencial inestabilidad de un motor recto shunt y reducir la
“caída” de velocidad de un motor compound, un ligero devanado serie es
arrollado sobre el devanado shunt. El flujo del devanado serie aumenta con
la corriente de carga y produce un motor estable con una característica de
caída de velocidad para todas las cargas.
El devanado serie es llamado un campo estabilizador o “stab” y el motor un
motor shunt estabilizado. La regulación de velocidad de un motor shunt
estabilizado es típicamente menor al 15%.
La mayoría de los motores Reliance Super RPM y RPM III son shunt
estabilizados. Cuando el campo shunt del motor es debilitado para
aumentar la velocidad a un nivel de operación mas alto, el flujo del
devanado serie llega a ser un porcentaje mayor del flujo total, de manera
que a medida que la corriente aumenta, la caída de velocidad es un
porcentaje mayor que antes.
En aplicaciones donde la instabilidad resultante pudiera afectar seriamente
el funcionamiento de la maquina (movida por el motor), el campo serie
puede desconectarse. En aplicaciones donde los efectos de estabilidad nos
son críticos, como en un frenado regenerativo, el campo serie puede
utilizarse para mejorar el rendimiento que el provee.
Cuando el campo serie no se conecta, el fabricante del control debe
asegurar que la máxima velocidad segura del motor no es excedida y debe
reconocer la perdida de torque que resulta de la operación del motor shunt
estabilizado sin el devanado serie.
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GENERADORES CC
Generador con excitación independiente
En este tipo de generador, la tensión en los bornes es casi independiente
de la carga de la máquina y de su velocidad, ya que la tensión se puede
regular por medio del reóstato de campo, aunque naturalmente, dentro de
ciertos límites, porque la excitación del campo inductor no puede aumentar
más allá de lo que permite la saturación.
En la Figura se representa el esquema de conexiones completo de un
generador de corriente continua con excitación independiente; se supone
que el sentido de giro de la máquina es a derechas lo que, por otro lado, es
el que corresponde a casi todas las máquinas motrices. Si hubiere que
cambiar el sentido de giro, bastará con cambiar, las conexiones del circuito
principal.
El campo de aplicación del generador con excitación independiente, es
general, siempre que se disponga de una línea independiente de corriente
continua. Sin embargo, debe hacerse la advertencia de que estas
máquinas “nunca deben trabajar en cortocircuito”, pues existe el peligro de
quemarlas; esto procede, según puede comprenderse fácilmente de la
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independencia entre el circuito inducido y el circuito de excitación.
Básicamente, los generadores con excitación independiente tienen, dos
aplicaciones típicas: una, como amplificador-multiplicador; y la otra, como
tacómetro.
Generador con excitación en paralelo (shunt)
El generador con excitación shunt suministra energía eléctrica a una
tensión aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga, aunque
no tan constante como en el caso del generador con excitación
independiente. Cuando el circuito exterior está abierto, la máquina tiene
excitación máxima porque toda la corriente producida se destina a la
alimentación del circuito de excitación; por lo tanto, la tensión en bornes es
máxima. Cuando el circuito exterior está cortocircuitado, casi toda la
corriente producida pasa por el circuito del inducido y la excitación es
mínima, la tensión disminuye rápidamente y la carga se anula. Por lo tanto,
un cortocircuito en la línea no compromete la máquina, que se desexcita
automáticamente, dejando de producir corriente. Esto es una ventaja sobre
el generador de excitación independiente en donde un cortocircuito en
línea puede producir graves averías en la máquina al no existir éste efecto
de desexcitación automática.
Respecto a los generadores de excitación independiente, los generadores
shunt presentan el inconveniente de que no pueden excitarse si no están
en movimiento, ya que la excitación procede de la misma máquina
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Generador con excitación en serie
La excitación de un generador en serie se lleva a cabo cuando los
devanados de excitación 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 excitación. Este último devanado, está constituido
por pocas espiras con hilo conductor de gran sección, pues la f.e.m.
necesaria para producir el campo principal se consigue con fuertes
corrientes y pocas espiras.
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Los generadores con excitación serie ya no se emplean en las centrales.
Se emplearon hace ya algún tiempo para la alimentación de grandes
circuitos de lámparas de arco, pero estas lámparas han sido sustituidas por
otros tipos más modernos, como por ejemplo, las lámparas de xenón. Los
generadores con excitación en serie tienen aplicación en aquellas
actividades en las que se precise una intensidad prácticamente constante,
como puede ser en equipos de soldaduras y en determinados sistemas de
alumbrados.
Generador con excitación compound
El generador con excitación compound tiene la propiedad de que puede
trabajar a una tensión prácticamente constante, es decir, casi
independiente de la carga conectada a la red, debido a que por la acción
del arrollamiento shunt la corriente de excitación tiende a disminuir al
aumentar la carga, mientras que la acción del arrollamiento serie es
contraria, o sea, que la corriente de excitación tiende a aumentar cuando
aumente la carga. Eligiendo convenientemente ambos arrollamientos
puede conseguirse que se equilibren sus efectos siendo la acción conjunta
una tensión constante cualquiera que sea la carga. Incluso, se puede
obtener dimensionando convenientemente el arrollamiento serie, que la
tensión en bornes aumente si aumenta la carga, conexión que se
denomina hipercompound y que permite compensar la pérdida de tensión
en la red, de forma que la tensión permanezca constante en los puntos de
consumo.
El generador compound tiene la ventaja, respecto al generador shunt, de
que no disminuye su tensión con la carga, y, además, que puede excitarse
aunque no esté acoplado al circuito exterior, tal como vimos que sucedía
en el generador shunt. Durante la puesta en marcha, funciona como un
generador shunt una vez conectado a la red, la tensión en bornes del
generador shunt, tendería a disminuir si no fuera por la acción del
arrollamiento serie, que compensa esta tendencia. Es decir, que el
arrollamiento serie sirve para regular la tensión del generador, en el caso
de que la resistencia exterior descienda más allá de cierto límite.
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Para invertir el sentido de giro, sin suprimir el magnetismo remanente, es
necesario invertir las conexiones de los dos circuitos de excitación; de esta
forma, queda invertida solamente la polaridad de las escobillas.
El generador compound (igual que sucedía con el generador de excitación
independiente), no puede funcionar en cortocircuito porque entonces, la
acción del arrollamiento serie puede llegar a ser superior al efecto del
arrollamiento shunt, y como consecuencia la corriente en el inducido puede
alcanzar un valor de dos a tres veces mayor del normal, con el
consiguiente peligro para los arrollamientos de la máquina.
Los generadores compound, tienen aplicación en las centrales para
tracción eléctrica que precisan de una tensión constante y en todos
aquellos casos en que se haya de contar con variaciones bruscas de
carga, como sucede en los talleres con grúas de gran potencia,
laminadores, etcétera; suponiendo que no se disponga de sistemas
compensadores, y que se desee la mayor constancia posible para la
tensión en las barras colectoras. También puede emplearse en pequeñas
instalaciones que precisen de tensión constante, sustituyendo al generador
shunt, para evitar una vigilancia continua a causa de las variaciones de
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carga; sin embargo, hay que tener en cuenta que, en este caso, la
autorregulación no es perfecta por lo que, en instalaciones de mayor
importancia en que se desee una tensión constante sin vigilancia, debe
sustituirse el generador compound por otros procedimientos.
c. Analice y explique las especificaciones técnicas para la selección de
motores y generadores de corriente continua.
Cada característica en particular, como el tipo de excitación de los distintos
sistemas, puede ser el determinante para el uso futuro de los equipos.
Como por ejemplo, los generadores con excitación independiente, cuya
tensión en los bornes es independiente de la velocidad (ya que es regulada
por un reóstato). Quizás no se considere para las situaciones en las que se
necesite poca vigilancia del equipo, ya que los pasos para la carga de un
acumulador, de no ser evaluados cuidadosamente, pueden poner en riesgo
el buen funcionamiento de la máquina. Caso contrario a los generadores
de excitación en paralelo (shunt), en los que gracias a su autoexcitación
(fenómeno basado en el principio dinamoeléctrico), puede mantenerse en
movimiento, aún luego de realizada su labor de carga; es decir, procesos
para los cuales se necesita de corriente a tensión constante y para los
cuales se cuenta con elementos compensadores, en los que no se
producen cambios en el sentido de la polaridad, a diferencia de los de
excitación independiente en los cuales el sentido de giro determina la
polaridad de la corriente que sale del generador. Pero, si se cuenta con los
recursos necesarios, la elección de un generador con excitación compound
(mixta) brindaría los beneficios de un híbrido de los dos antes
mencionados, adquiriendo la capacidad de los generadores con excitación
en paralelo de disminuir la excitación al aumentar la carga ofrecida y
superando la limitación del mismo en cuanto no disminuye su tensión con
la carga.
Cada motor cuenta con características en cuanto a inercia, forma física,
costo, velocidad y peso que se adecua a las exigencias de los diferentes
usos para los que se recomienda (grúas, tracción eléctrica, entre otros).
Todos estos son factores estudiados minuciosamente para la óptima
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utilización de todos los recursos disponibles y para así diseñar el mejor
motor.
CAPITULO III: Aplicaciones prácticas en la industria
d. Ejemplifique didácticamente situaciones industriales y/o eléctricas donde
se presentan estos tipos de motores.
El motor de Corriente Continua es particularmente adecuado para “tracción”.
Trenes y Ascensores. Debido a su alto “torque” de arranque. El torque de
arranque es la “fuerza de giro” que posee el motor al arrancar. Dado que el torque
es muy elevado puede “romper la inercia” que posee la masa del tren o del
ascensor cuando esta detenida y debe iniciar la marcha, repleto de gente.
Máquinas operativas en general;
Bombas de pistón
Pares de fricción
Herramientas de avance
Tornos
Bobinadoras
Mandriladoras
Trituradoras
Máquinas textiles
Gañidos y grúas
Pórticos
Vehículos de tracción
Prensas
Máquinas de papel
Industria química y petroquímica
Industrias siderúrgicas
Hornos, exhaustores, separadores y cintas transportadoras para industria de
cemento y otras.
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Conclusiones
Mediante este trabajo podemos concluir que las maquinas a corriente continua tienen gran aplicabilidad en la industria son necesarias por mas de que ya existen maquina de corriente alterna trifásicas las maquinas de corriente continua siguen siendo indispensables.
Se pudo conocer el funcionamiento de las maquinas de corriente continua (motores y generadores).
Se pudo conocer las diferentes partes de las maquinas de corriente continua para que cuando haya una emergencia podamos responder de la mejor forma.
Se conoció los diferentes tipos de maquinas de corriente continua y sus beneficios para poder elegir la ideal según nuestra necesidad.
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Bibliografía virtual y física
www.lafert.com
www.weg.net
www.monografias.com
www.wikipedia.com
www.wordpress.com
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