Informe 3
Informe 3
Informe 3
ASIGNATURA:
MQUINAS ELECTRICAS II
TEMA:
ESTRUCTURA E INSTALACIN DE LAS MQUINAS
DE CORRIENTE CONTNUA
ALUMNO:
ARAGON DURAN MICHAEL KARIN
DOCENTE:
LUIS A. CHIRINOS
AREQUIPA PERU
2. FUNDAMENTO TEORICO
Motores de corriente continua.
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.
Polos.- Estn fabricados de acero al silicio laminado. Las lminas del polo no estn aislados entre si
debido a que el flujo principal no vara con el tiempo.
Bobinas de Campo.- Estn arrollados sobre los polos, el material empleado es el cobre, ya que
tiene menor resistividad y por lo tanto menos prdidas (iR)
Interpolos.- Estn fabricadas de lminas de acero al silicio y llevan un arrollamiento de alambre
grueso. La finalidad de los interpolos es evitar chispas en el colector cuando se cortocircuitan las
delgas del colector o conmutador, es decir durante el proceso 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 rotor
Ncleo 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 las
Chapas 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
ondulado
3. 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.
4. 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.
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.
3. PROCEDIEMIENTO DE EJECUCION:
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).
Motor DC
Tipo: AA296
Volts: 50v
Corriente: DC
Numero: 143028
RPM: 3000
Amp: 0.9
Ratio: cont.
A: T. positivo arma.
AA: T. negativo de arma.
F: T. Positivo campo
FF: T. negativo campo.
5.1
2-3
7.6
3-4
91
4-5
83.2
5-6
1.1
6-7
1.1
7-8
1.2
8-9
1.1
9-10
1.1
10-11
1.0
11-12
1.2
12-13
1.2
13-14
1.2
14-15
1.2
15-16
1.2
16-1
1.0
5. CUESTIONARIO:
5.1 Defina la funcin de cada componente ubicado en el motor ensayado.
- 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.
- 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.
- 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.
5.3. Describa Por qu las diferencias de valores resistivos entre las bobinas del estator y
las del rotor?
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 perdidas fijas y las perdidas variables del motor, explique brevemente
las ecuaciones matemticas que las sustenta.
Prdidas elctricas
Las mquinas elctricas estn formadas por circuitos elctricos y o circuitos magnticos.
Los circuitos elctricos se realizan mediante conductores de aluminio o cobre, los cuales
presentan una resistencia elctrica, la cual depende del material, su longitud y su seccin
de acuerdo a la siguiente expresin:
R = . L/S *. mm2/m+
La resistencia cuando los conductores estn trenzados, es superior debido a que la
longitud real de los hilos es mayor que la del cable. El valor de la resistencia vara con la
temperatura de acuerdo a la siguiente expresin:
Rt = R20 (1 + t)
Siendo: Rt : La resistencia a la temperatura de trabajo *+
R20 : La resistencia a 20 C *+
: Coeficiente de variacin de la resistencia con la temperatura, cuyo valor es 0,004.
t: Diferencia de temperatura con respecto a 20 C
Prdidas magnticas
Estas prdidas son las debidas a las corrientes parsitas o de Foucault, y las de histresis,
las cuales se analizaron en el estudio de circuitos magnticos, y cuyos valores estn dados
por las siguientes expresiones:
pF = KF . f2. B2max. [w/Kg]
pH = KH . f. B2max. [w/Kg]
La suma de estas prdidas se las llama prdidas en el hierro o prdidas en el ncleo,
siendo las mismas proporcionales a la induccin mxima o tambin al flujo magntico
mximo, para una mquina ya construida, ya que la frecuencia y las dimensiones
geomtricas estn definidas.
Por lo tanto si la tensin y frecuencia de trabajo de la mquina en cuestin estn
determinadas, estas prdidas son constantes, no dependiendo de la potencia que est
entregando la misma, ya que la relacin entre la tensin aplicada a una mquina elctrica
y el flujo mximo est dado por la siguiente expresin: U = 4,44. f . N . max.
Donde:
U : tensin aplicada [V]
f : frecuencia de la red [Hz]
N : nmero de espiras de la bobina que se alimenta
max: flujo magntico mximo *Wb+
El conjunto de prdidas se obtiene de lo que se conoce como prdidas especficas, las
cuales se obtienen mediante un ensayo de un material magntico a una frecuencia de 50
Hz y con una induccin de 1 Tesla. Las prdidas con otro valor de induccin y frecuencia
se pueden obtener en forma aproximada de la siguiente expresin:
Dnde:
p0 : Prdidas especficas a una frecuencia de 50 Hz y una induccin de 1 T [w/Kg]
f0 : Frecuencia de 50 Hz
f : Frecuencia a la que se quieren determinar las prdidas especficas B2
mx : Induccin a la que se quieren determinar las prdidas especficas B2
0mx : Induccin de 1T
Prdidas totales
El conjunto de las prdidas analizadas son las prdidas totales de las mquinas elctricas,
las cuales las podemos clasificar en prdidas fijas constantes, las cuales no dependen de
la potencia que est entregando la mquina en cuestin y que son las prdidas en el
hierro y las mecnicas (ya que la velocidad de los equipos permanece prcticamente
constante con el estado de carga de los mismos), y las prdidas variables, como ser las
prdidas en el cobre, las cuales dependen de la carga que entregan en forma cuadrtica
con la misma.
ptotales = pFijas + pvariables = (pFe + pm) + pCu
Dado 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 monofsicos
En 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
1. Los elementos o partes de nuestra maquina DC nos dan una visin ms certera de
como es el funcionamiento de cualquier maquina ya sea de mayor envergadura
como en sistemas de potencia grandes que amplan nuestro aprendizaje como
ingenieros.
http://www.monografias.com/trabajos74/motores-corriente-irecta/motorescorriente-directa2.shtml
https://www.google.com.pe/search?hl=es&site=imghp&tbm=isch&source=hp&bi
w=1280&bih=699&q=partes+de+un+motor+de+corriente+continua&oq=partes+de
+un+motor+de+corri&gs_l=img.3.2.0l3j0i24l3.1520.5879.0.7835.27.19.0.8.8.1.193.
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pg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.enreparaciones.com.ar%252Felectricidad%25
2Fmotor_elect.php%3B303%3B227
http://html.rincondelvago.com/maquinas-dc_motor-y-generador.html
http://www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/Apuntes_EyM/Capitulo_6_Pe
rdidas_y_calentamiento.pdf
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motores-de-corriente-continua50037241-catalogo-espanol.pdf