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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua

“FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS”

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

CURSO: Laboratorio de Máquinas Eléctricas 2 TEMA: Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua DOCENTE: Ing. Luis Chirinos ALUMNA: Apaza Quispe Sarita Nikole

Arequipa – Perú 2019

Laboratorio N ° 3 Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua 1. Objetivo Revisar, estudiar y aplicar la teoría estudiada para reconocer y ubicar a los diferentes componentes de las máquinas de corriente continua, tomando lectura de las resistencias internas de cada uno de ellos y realizar el ensamble observando las normas de seguridad.

2. Fundamento Teórico Funcionamiento del motor DC Cuando la corriente pasa a través del rotor de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reacción magnética, y el rotor gira. La revolución del rotor induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto en la dirección al voltaje exterior que se aplica al rotor, y de ahí que se conozca como voltaje inducido o fuerza contra electromotriz. Cuando el motor gira más rápido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá constante siempre que el motor no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecánico que no sea el requerido para mover el rotor. Bajo carga, el rotor gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en el rotor. El motor puede así recibir más potencia eléctrica de la fuente, suministrándola y haciendo más trabajo mecánico. Debido a que la velocidad de rotación controla el flujo de la corriente en el rotor, deben usarse aparatos especiales para arrancar los motores de corriente continua. Cuando el rotor está parado, ésta no tiene realmente resistencia, y si se aplica el voltaje de funcionamiento normal, se producirá una gran corriente, que podría dañar el conmutador y las bobinas del rotor. El medio normal de prevenir estos daños es el uso de una resistencia de encendido conectada en serie a el rotor, para disminuir la corriente antes de que el motor consiga desarrollar el voltaje inducido adecuado. Cuando el motor acelera, la resistencia se reduce gradualmente, tanto de forma manual como automática.

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LABORATORIO DE M Estructura e Instala

La velocidad a la que funciona un motor depende de la intensidad del campo magnético que actúa sobre el rotor, así como de la corriente de ésta. Cuanto más fuerte es el campo, más bajo es el grado de rotación necesario para generar un voltaje inducido lo bastante grande como para contrarrestar el voltaje aplicado. Por esta razón, la velocidad de los motores de corriente continua puede controlarse mediante la variación de la corriente del campo.

Los carbones cierran el circuito de la fuente con las dos delgas y la espira conectada a ellas, de esta forma circula corriente por las espiras, como esto ocurre dentro de un campo magnético, aparecen fuerzas sobre las espiras y el rotor comienza a girar.

3. Elementos a utilizar    

Multímetro Puente de resistencias Motor DC Megómetro

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4. Procedimiento de ejecución 1. Reconocer e identificar los terminales del motor, elaborar el esquema de LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 encontrados. (Indique el tipo de motor conexiones de los componentes Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua según la información obtenida) Datos de placa del motor DC Tipo N° Vn Velocidad In

AA296 156326 50 V 3000 rpm 0.9 A

FF AA A F

2. Medir con el instrumento adecuado el valor de la resistencia interna de cada componente, la resistencia de aislamiento del estator y de la armadura. Resistencia de campo (RF) 148 Ω

Resistencia de armadura (RA) 40 Ω

3. Elaborar el diagrama completo de conexiones del motor ensayado según normas vigentes e incluya los valores de las resistencias internas en los símbolos graficados

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4. 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. LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua Par de Resistencia Delgas [Ω] 1-2 1.4 2-3 1.4 3-4 1.5 4-5 1.4 5-6 1.4 6-7 1.5 7-8 1.3 8-9 1.3 9-10 1.3 10-11 1.3 11-12 1.4 12-13 1.3 13-14 1.4 14-15 1.4 15-16 1.4 16-17 1.4 17-18 1.4 18-19 1.4 19-20 1.3 20-21 1.4 21-22 1.4 22-23 1.4 23-24 1.5 24-1 1.4

5. Cuestionario

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1. Defina la función de cada componente ubicado en el motor ensayado

LABORATORIO D Estructura e Insta

Estator (Arrollamiento de excitación): Es un electroimán formado por un número par de polos. Las bobinas que los arrollan son las encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la corriente de excitación  Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido): Es una pieza giratoria formada por un núcleo magnético alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que actúa el campo magnético.  Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales: servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético.  Escobillas: Son unas piezas de grafito que se colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unión eléctrica de las delgas con los bornes de conexión 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.  Colector de delgas: Es un anillo de láminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el circuito exterior a través de las escobillas.  MICAS: Son láminas delgadas del mismo material, intercaladas entre las delgas de manera que el conjunto forma una masa compacta y mecánicamente robusta.  Polos de conmutación o interpolos: Esta nueva técnica se basa que si el voltaje en los alambres bajo conmutación se redujera a cero, no habría chisporroteo en las escobillas. Para lograr esto, se colocan pequeños polos llamados polos de conmutación o interpolos en medio de los polos principales. Estos polos de conmutación se localizan directamente sobre los conductores que están conmutándose. Suministrando un flujo desde los polos de conmutación, puede cancelarse con exactitud el voltaje en las bobinas bajo conmutación. 2. Analice los valores de resistencia de aislamiento. ¿son los adecuados? 

Los valores de resistencia de aislamiento son los adecuados debido a que están en el orden de los megaohms.

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3. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional elabore el diagrama de representación del motor ensayado, y los circuitos de fuerza y control correspondiente. LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 Estructura e Instalación de las Máquinas de Corriente Continua

4. Describa ¿por qué las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y las bobinas del rotor? La diferencia ocurre debido a que la resistencia de armadura tiene que ser pequeña en comparación con la resistencia de campo, debido a que tiene que consumir la mayor cantidad de corriente posible para efectuar el torque electromagnético necesario para la máquina. 5. Describa las ventajas y desventajas de la utilización de máquinas de Corriente Continua en aplicaciones industriales

Ventajas - Control de velocidad sencillo - Control de corriente de arranque simple. - Proporcionan gran torque a pequeñas velocidades - Este toque es ideal para cargas tipo tracción.

Desventajas - Elevados costos de operación por el consumo de los carbones en el funcionamiento y en el desgaste del conmutador. - El uso como generador es obsoleto debido a que la CA posee más ventajas en cuanto a generación transmisión y distribución.

6. La evaluación de las resistencias registradas entre dos delgas consecutivas del conmutador, ¿son iguales?, explique brevemente Los valores son similares más no iguales, debido a que por ciertos factores las resistencias no llegan a ser iguales, por ejemplo, la fabricación, sabemos que

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no se puede fabricar un elemento exactamente igual a otro, otro ejemplo es el desgaste que pueden sufrir las delgas.

6. Observaciones y Conclusiones  El motor de CC posee varias aplicaciones industriales, la característica más importante es el gran torque que puede llegar a tener.  Según el tipo de configuración (serie, derivación, paralelo y otros) las características varían en cuanto a torque y velocidad.  Para el arranque de estos motores, se utilizan los contactores, que ya vimos en la sesión anterior.  El ensamble del circuito se empieza por el circuito de fuerza, una vez concluido se hace el circuito de control o de mando.  Es de vital importancia conocer los terminales del motor, si no tenemos marcados los terminales podemos determinarlos midiendo la resistencia entre las borneras, el valor más bajo es la armadura y el más alto de campo.  Al momento de arrancar el motor no deben generarse chispas, caso contrario tenemos que tener las precauciones del caso.

7. Bibliografía  Bhag S. Guru (2003). Máquinas Eléctricas y Transformadores. México  Fraile Mora, J. (2003). Máquinas Eléctricas. Madrid, España  Fitzgerald, A.E., Charles K., Umans, S. D. Máquinas Eléctricas.

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