practica 6

5/28/2018 Practica 6

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ESCUELA POLITCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA

LABORATORIO DE MQUINAS ELCTRICAS

1Semestre 2014APrctica N 6

PRCTICA No 6

LA MQUINA DE C.C. COMO MOTOR.

OBJETIVO:

Analizar el arranque, inversin de giro, frenado y control de velocidad

EQUIPO:

1 Mquina de c.c.

1 Interruptor bipolar 2 ampermetros de c.c.

1 voltmetro de c.c.

1 medidor de velocidad.

2 juegos de restatos.

1 hmetro.

INFORMACIN:

El arrancador pone en marcha y acelera un motor.

La corriente de arranque de un motor de corriente continua es alta, por lo que es

necesario limitarla a un valor no mayor a dos veces la corriente nominal. El alto valor

de la corriente de arranque se debe a que la fuerza contraelectromotriz inducida es

cero (Ea = 0) en el momento del arranque.

Ra

EcVtIa

La corriente de arranque est limitada nicamente por la resistencia propia deldevanado de armadura. Para limitar esta corriente se conecta en serie con el circuito

de armadura una resistencia exterior.

Para que el motor tenga un buen par de arranque es necesario que el flujo sea

mximo, por esta razn la posicin del restato exterior en serie con el circuito de

campo shunt debe ser de mnima resistencia.

La direccin de rotacin de un motor de corriente continua depende de la polaridad

relativa entre la armadura y el campo magntico, por consiguiente se logra invertir el

giro cambiando la polaridad del circuito de armadura o del circuito de campo, pero noambos a la vez.


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Para frenar a los motores de corriente continua se puede aplicar uno de los siguientes

mtodos:

Frenado por inversin: Si se invierte la polaridad del voltaje aplicado al inducido, se

tiene un par inverso al inicial provocando el frenado de la mquina. Es importante

limitar la corriente de la armadura que es mayor que en el arranque.

Frenado Dinmico: Al desconectar el inducido de la fuente de energa, el rotor

contina girando durante un cierto tiempo, mismo que depende, entre otras cosas, de:

Inercia del rotor

De la carga

De las prdidas mecnicas.

Si se mantiene la excitacin la mquina acta como generador de excitacin

independiente. Conectando una carga a los terminales del inducido se crea un par

opuesto al par de inercia que detiene inmediatamente la marcha del rotor. Para

efectos de limitar la corriente en el inducido y controlar el tiempo de frenado como

carga, se coloca una resistencia variable.

La velocidad del motor de corriente continua est dada por:

k

IaRaVtw

Esta ecuacin conduce a los siguientes mtodos para controlar la velocidad:

Variar el voltaje aplicado a la armadura.

Controlar el flujo mediante la corriente de excitacin.

Variar la resistencia del circuito de armadura.

TRABAJO PREPARATORIO:

Consultar acerca de los mtodos empleados para arrancar un motor de c.c con

conexin en derivacin. Dibujar el circuito necesario. Indicar la disposicin de los

equipos de medida.

Consultar acerca de los mtodos empleados para el frenado por inversin de giro

y frenado dinmico para un motor de c.c con conexin en derivacin. Calcular el

valor adecuado de la resistencia para limitar la corriente de armadura, para el

frenado por inversin de giro. Dibujar el circuito necesario. Indicar la disposicinde los equipos de medida.


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Consultar acerca de los mtodos empleados para controlar la velocidad en vaco

de un motor de c.c con conexin en derivacin. Dibujar el circuito necesario.

Indicar la disposicin de los equipos de medida.

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito para arrancar al motor de cc con conexin en derivacin. Tomar los

datos necesarios.

Comprobar el sentido de giro cuando se cambia de polaridad el circuito de la

armadura, el de campo y los dos a la vez. Cul es el efecto si se corta la alimentacin

al circuito de campo cuando el motor est funcionando?

Armar el circuito necesario para un frenado por inversin de giro de un motor en

derivacin. Colocar el adecuado valor de la resistencia para limitar la corriente de

armadura. Tomar los datos necesarios.

Armar el circuito necesario para un frenado dinmico de un motor en derivacin.

Observar la variacin del tiempo de frenado con dos valores diferentes de la

resistencia de carga. Tomar las medidas necesarias.

Armar el circuito necesario para controlar la velocidad en vaco, variando el flujo de

campo y la resistencia externa colocada en el circuito de la armadura. Tomar los datos

necesarios.

INFORME:

Calcular la corriente de arranque sin la resistencia externa colocada en el circuito

de la armadura. Comparar y analizar entre la corriente medida en la prctica y la

nominal de la mquina.

Cmo interviene la polaridad del campo magntico y del voltaje aplicado a la

armadura en el giro del rotor. Explique grficamente.

Comentar y comparar los mtodos usados para el frenado de la mquina.

Graficar la velocidad en funcin de la corriente de campo y del voltaje terminal.

Comentar sobre las caractersticas tcnicas de cada uno de los mtodos de control

de velocidad.

Indicar la razn por la cual se cambia la polaridad de armadura para invertir elsentido de giro.


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Mencionar la influencia de los controles de velocidad en las variables de salida de

la mquina.

Consultar sobre otros mtodos para frenado de motores de corriente continua.

CONCLUSIONES:

BIBLIOGRAFIA:


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ANEXO

a. Arranque de un motor de corriente directa

La corriente de arranque de un motor de continua, considerando que la fuerzacontraelectromotriz inducida es cero (Ea = 0) en el momento del arranque, se calculaempleando la siguiente expresin:

RxRa

EaVtIa

Para controlar este valor se conecta en serie con la armadura una resistencia externa

Rx. Por ejemplo, para una mquina de 110 V, con corriente nominal de 18 A yresistencia de armadura (Ra) de 1, la corriente de arranque se limitar a 1.5 vecessu valor nominal, mediante una resistencia externa de valor:

07.3118*5.1

110Rx

b. Control del sentido de giro de un motor de corriente directa

En el siguiente grfico se observa el cambio del sentido de giro al invertir la polaridaddel devanado de armadura. Al efectuar esa inversin el sentido de la corriente se

cambia.

Aplicando la ley de la mano izquierda se puede determinar la direccin del movimiento.

El cambio en el sentido de giro, invirtiendo la polaridad del campo tambin se explica

de manera similar.

c. Procedimiento


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6.1 El circuito requerido para arrancar al motor de cc con conexin en derivacin se

indica en el siguiente grfico.

Para el arranque, coloque la resistencia Rx en su valor mximo y la del campo en sumnimo valor, luego de alcanzar el valor adecuado de giro coloque la resistencia Rx envalor cero y la de campo vare segn sea necesario.

Tome nota del valor de corriente en el arranque y cuando se estabiliza.

Recuerde que el motor estar trabajando en vaco.

6.2 Cuando cambie el sentido de giro del motor, invirtiendo la polaridad del devanadode campo, tenga cuidado de no dejar el campo abierto, ya que, al reducir a cero

la corriente del circuito de campo el valor de d tiende a cero y la velocidad tiendea subir a valores peligrosos. Esto se puede apreciar de la siguiente relacin:

dKa

IaRaVtWm

6.3 Al realizar el frenado por inversin de giro de un motor en derivacin, invirtiendola polaridad del voltaje aplicado al inducido, coloque el adecuado valor de laresistencia para limitar la corriente de armadura.

6.4 El circuito necesario para un frenado dinmico de un motor en derivacin e indicaen el siguiente grfico.


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Tome la lectura del tiempo de frenado para dos valores diferentes de la resistencia decarga Rc.

6.5 El circuito necesario para controlar la velocidad del motor en vaco, tanto para elcaso de cambio de la corriente de excitacin como de la resistencia externa alinducido es el siguiente.

La corriente de excitacin se controla con la resistencia de campo y ello permitevariar el flujo de campo.

6.6 El circuito indicado en el numeral anterior tambin permite controlar la velocidaden vaco, variando el voltaje aplicado a la armadura, pero ste debe ser variadodesde la fuente.

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