PRCTICA N9ESTRUCTURA E INSTALACION DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA1. OBJETIVO.

Aplicar lateora estudiada para elaborar el esquema de instalacin y realizar el montaje del circuito correspondiente utilizando contactares, para la operacin de unmotor asncrono trifsico. Medir la corriente que toma en el arranque y la corriente de operacin normal2. FUNDAMENTO TERICO.Motores de corriente contina.Como ya se dijo en la primera entrada los motores elctricos de corriente continua se clasifican segn su excitacin en: Excitacin paralelo (Shunt). Excitacin serie. Excitacin Compuesta (compound), que pueden ser conexin corta o conexin larga o tambin llamados acumulativo o diferencial. Excitacin independiente.

Principio de funcionamiento.Cuando se aplica una tensin continua a las escobillas representadas en el dibujo, circular una intensidad por la espira y, por estar ubicada dentro de un campo magntico y de acuerdo con la Ley de Lenz, aparecer en cada lado de la espira una fuerza electromagntica F que se opone al campo magntico existente, girando.Resumiendo, un motor de cc (como cualquier motor elctrico) no deja de ser otra cosa que un convertidor de energa elctrica en energa mecnica.Un motor de corriente de continua basa su funcionamiento en la fuerza producida en un conductor a causa de la presencia de un campo magntico B sobre una intensidad de corriente elctrica I. La expresin que la rige es:

Se obtendr el valor mximo de fuerza cuando el campo magntico sea perpendicular al conductor y se tendr una fuerza nula cuando el campo sea paralelo al flujo de corriente elctrica donde 'l' es la longitud del conductor. El par motor M que se origina tiene un valor.Cuando el motor inicia su trabajo, este inicialmente esta detenido, existiendo un valor de EB nulo, y tenindose as un valor de intensidad retrica muy elevada que puede afectar el rotor y producir arcos elctricos en las escobillas. Para ello se conecta una resistencia en serie en el rotor durante el arranque, excepto en los motores pequeos.Partes de las que se compone.Las partes de un motor de cc se pueden dividir en dos grupos: La parte mecnica: compuesta por la carcasa que como es evidente es la parte esttica de la mquina, las tapas laterales tambin llamados escudos, las fijaciones de la mquina, el inducido que es la parte mvil de la mquina que gira apoyada sobre rodamientos (como se conoce comnmente con el nombre de cojinetes) solidarios a las tapas laterales antes mencionadas. La parte electromagntica: formada principalmente por un circuito magntico formado por un empilado de chapas magnticas formando las masas polares del inductor, dos circuitos elctricos formados por dos devanados diferentes; el devanado inductor que va alojado alrededor de las masas polares, el otro circuito es el devanado inducido que va alojado en las ranuras en la parte que gira (llamada rotor) que pueden estar formados por hilos o pletinas dependiendo de la potencia del motor.

Estn formados generalmente por las siguientes Partes: 1 Inductor o estator (Arrollamiento de excitacin)Es un electroimn formado por un nmero par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitacin.Formado por una corona de material ferromagntico denominada culata o yugo en cuyo interior, regularmente distribuidos y en nmero par, van dispuestos unos salientes radiales con una expansin en su extremo, denominados polos, sujetos por tornillos a la culata. Rodeando los polos, se hallan unas bobinas de hilo, o pletina de cobre aislado, cuya misin es, al ser alimentadas por corriente continua, crear el campo magntico inductor de la mquina, el cual presentar alternativamente polaridades norte y sur. Salvo las mquinas de potencia reducida, en general de menos de 1 kW, encontramos tambin en el estator, alternando los polos antes citados, otros llamados polos de conmutacin.2. Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido)Es una pieza giratoria formada por un ncleo magntico alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que acta el campo magntico. Formado por una columna de material ferromagntico, a base de chapas de hierro, aisladas unas de las otras por una capa de barniz o de xido. La corona de chapa magntica presenta en su superficie externa un ranurado donde se aloja el devanado inducido de la mquina. Este devanado est constituido por bobinas de hilo o de pletina de cobre convenientemente aislados, cerrado sobre s mismo al conectar el final de la ltima bobina con el principio de la primera.Partes del rotorNcleo de la armadura.- Est constituido por lminas de acero silicio de seccin circular. La circunferencia de ranurado para que puedan alojarse los conductores de arrollamiento de armadura.Los conductores y las ranuras generalmente van paralelos el eje pero en otros casos son oblicuos. El hierro de la armadura debe estar laminado y lasChapas aisladas entre s de otra manera el flujo del polo, induce una f.e.m. En el hierro (como lo hace en los conductores) que producir elevadas corrientes parasitas y las correspondientes prdidas (iR) en la superficie del hierro. La laminacin del ncleo aumenta la resistencia de los caminos de las corrientes parasitas y reduce la magnitud de las corrientes.Bobina de Armadura.- Existen 2 tipos de bobinados de armadura las cuales son: el imbricado y el ondulado3. Colector de delgasEs un anillo de lminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a travs de las escobillas.4. EscobillasSon unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unin elctrica de las delgas con los bornes de conexin del inducido.Al girar el rotor, las escobillas van rozando con las delgas, conectando la bobina de inducido correspondiente a cada par de delgas con el circuito exterior.ELEMENTOS A UTILIZAR: Multmetro. * Pulsadores. Puente de resistencias * Contactores. Megmetro * Motor DC

4. PROCEDIMIENTOa) Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el esquema de conexiones de los componentes encontrados. (Indicar el tipo de motor segn la informacin obtenida).

b) Medir con el instrumento adecuado el valor de la resistencia interna de cada componente, la resistencia de aislamiento del estator y de la armadura.

Estator: Rf= Rotor: Ra=

c) Elaborar el diagrama completo de conexiones del motor ensayado segn normas vigentes e incluya los valores de las resistencias internas en los smbolos graficados.

Resistencia: A-AA (Rotor) = Resistencia F-FF (Estator) =

d) Identificar el conmutador y con el instrumento adecuado mida la resistencia cada dos delgas consecutivas, en un cuadro represente los valores obtenidos de todas las delgas del conmutador.

PAR DE DELGASRESISTENCIA

1-25.2

2-37.5

3-490

4-583.1

5-61.1

6-71.1

e) Implementar el circuito de arranque simple del motor de corriente continua segn las instrucciones de la prctica de contactores, graficar los circuitos de fuerza y control aplicados.

5. CUESTIONARIO

5.1.- Defina la funcin de cada componente ubicado en el motor ensayado. Inductor o estator (Arrollamiento de excitacin): Esto es un electroimn formado por un nmero par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitacin. Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido): La pieza giratoria formada por un ncleo magntico alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que acta el campo magntico. Colector de delgas: Es un anillo de lminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a travs de las escobillas. Escobillas: Son unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unin elctrica de las delgas con los bornes de conexin del inducido.

5.2.- Los valores de resistencia de aislamiento son los adecuados?, explique por qu?

5.3.- De acuerdo al Cdigo Elctrico Nacional elabore el diagrama de representacin del motorensayado, y los circuitos de fuerza y control correspondiente.

5.4.- Describa por qu las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y lasbobinas del rotor? Cuando la corriente que ingresa por el terminal positivo , se divide en 2 flujos de corriente , que son una trayectoria del elemento mvil ,ROTOR , que genera el torque y la otra es la trayectoria del elemento fijo , CAMPO o ESTATOR que genera el flujo de induccin ; por lo que el propsito general es general el torque la corriente en el elemento mvil tiene que ser mayor , por lo tanto posee una resistencia menor a relacin del elemento fijo que produce el flujo , este flujo es necesario para producir la conversin de energa electromecnica pero necesita menor corriente por lo que su resistencias es mayor.

5.5.- Describa las ventajas y desventajas de la utilizacin de maquinas de Corriente Contnua enaplicaciones industriales.

La corriente continua presenta grandes ventajas, entre las cuales est su capacidad para ser almacenada de una forma relativamente sencilla. Esto, junto a una serie de caractersticas peculiares de los motores de corriente continua, y de aplicaciones deprocesoselectrolticos, traccin elctrica, entre otros, hacen que existen diversas instalaciones que trabajan basndose en la corriente continua.Una gran ventaja que poseen estas mquinas es que pueden ser utilizadas tanto como motores y generadores, lo cual significa que la maquina puede ser utilizada en diferentes aplicaciones, lo cual no limita su uso y por lo tanto equipara las desventajas ante las mquinas de CA.

5.6.- La evaluacin de las resistencias registradas entre dos delgas consecutivas del conmutador,son iguales?, explique brevemente.Prdidas mecnicasEste tipo de prdidas se produce en aquellas mquinas que tienen partes en movimiento, y se deben a: Rozamientos en los cojinetes de apoyo del rotor. La parte en movimiento de las mquinas elctricas reciben el nombre de rotor, y debido a la friccin entre el sistema en movimiento y la parte fija en el sistema de apoyo, se produce calor. Rozamientos de las escobillas sobre el colector anillos. El pasaje de corriente desde una parte fija a una mvil en las mquinas elctricas se obtiene a travs de anillos rozantes escobillas sobre un colector, producindose calor debido a la friccin.Rozamiento de las partes mvilesLa friccin con el aire que rodea a las mquinas, de las partes que se encuentran en movimiento, produce tambin calor. Potencia absorbida por el sistema de ventilacin. Las mquinas cuentan con un sistema de paletas adosadas al eje a los efectos de extraer el calor de las mismas, la potencia que utilizan para impulsar el aire se la considera una prdida. El conjunto de prdidas analizado es funcin de la velocidad de rotacin, dependiendo en forma directa las 3 primeras y en forma cbica las de ventilacin, lo cual se puede expresar de la siguiente forma:pm = k1 + k2 3Dado que las mquinas elctricas trabajan con una tensin de alimentacin fija (depende de la red de suministro elctrico), la potencia que entregan las mismas es funcin de la corriente, o sea que:S = 1,73. U. I = k1. I [VA] Sistemas trifsicos S = U. I = k2. I [VA] Sistemas monofsicosEn la figura se observa la grfica en la que podemos ver la variacin de las prdidas en funcin de la carga o de la corriente.

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Al concluir la prctica se pudieron obtener varios resultados los cuales nos han servido para tener en cuenta al momento en el que necesitemos utilizar una mquina de corriente continua saber escoger correctamente la maquina dependiendo del tipo de aplicacin en la que se vaya a utilizar la mquina, se ha podido observar que las mquinas de corriente continua son utilizadas ampliamente en lo que son aplicaciones de pequeo tamao como son en motores de herramientas manuales ya que al estos necesitar de escobillas resultara un elevado costo de operacin y mantenimiento en aplicaciones grandes, siendo una gran desventaja ante las mquinas de corriente alterna.

Una gran ventaja que poseen estas mquinas es que pueden ser utilizadas tanto como motores y generadores, lo cual significa que la maquina puede ser utilizada en diferentes aplicaciones, lo cual no limita su uso y por lo tanto equipara las desventajas ante las mquinas de CA.

Se pudo observar cual es el principio de funcionamiento de estas maquinas cuando generan energa elctrica y como reaccionan internamente las diferentes partes ante cada situacin de utilizacin de las mismas y los mtodos para evitar estos problemas, tenindose en cuenta cada una de las desventajas que estos producen.

7. BIBLIOGRAFIA[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_co[2]http://www.tuveras.com/maquinascc/estructura.[3]http://html.rincondelvago.com/generadores-y-intercalandomotores-de-corriente-continua.[5]http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Bobinados.[6]Maquinas corriente continua disponible en: http://www.monografias.com/trabajos79/maquinas- corriente-continua/maquinas-corriente- continua2.shtml [7] Maquinas DC disponible en: http://www.taringa.net/posts/ciencia- educacion/9194603/Maquinas-DC.html