ÍNDICE

1. Introducción

2. Objetivos.

3. Materiales e instrumentos

4. Procedimiento de ensayo

4.1 Motor tipo Shunt

4.2 Motor tipo Serie

4.3 Motor tipo compuesto

5. Gráficos

5.1 Ensayo de motor tipo Shunt

5.2 Ensayo de motor tipo Serie

5.3 Ensayo de motor tipo compuesto

6. Cuestionario

7. Observaciones

8. Conclusiones

9. Bibliografía

1. Introducción

Las maquinas de corriente continua tienen una gran importancia histórica debido a

que su empleo como generadores o dinamos representaron el primer

procedimiento para producir energía eléctrica a gran escala. La etapa de

experimental de desarrollo de la dinamo, que comienza en 1830, tienda a buscar

un tipo de generador que suministre una forma de corriente similar a la que

producirían varias pilas galvánicas. En aquella época, la corriente alterna,

consecuencia inmediata de la ley de inducción de Faraday, constituía solamente

un experimento físico sin ningún interés practico.

El desarrollo de la máquina de corriente continua se centra durante mucho tiempo

en la búsqueda de procedimientos que transformen la corriente alterna inducida en

una espira, al girar dentro de un campo magnético, en corriente unidireccional o de

polaridad constante.

La historia de fabricación de los motores de corrientes de corriente continua sigue

una línea histórica paralela a la de las dinamos y su empleo se debe al principio de

reciprocidad ya formulado por Faraday y Lenz.

En este informe se realizara un breve estudio de los motores de corriente continua,

en ensayo de carga para los tres tipos de motores (shunt, serie y compuesto) y a

la vez medir la corriente de excitación y realizar graficas respectivas al

experimento con los cálculos de la potencia de salida del generador, torques,

revoluciones, asumiendo una supuesta eficiencia del generador.

2. Objetivos

Estudiar el comportamiento con carga de los tres diferentes tipos de

motores C.C.

Analizar las características externas de los motores de corriente continua

Comprobar la variación de velocidad y el torque en función de la corriente

de carga

En esta práctica, se utilizaran los tres tipos de máquina de C.C.

3. Materiales e instrumentos

Maquinas de corriente continua tipo shunt, serie y compuesto

Generador síncrono trifásico marca Asea. N° 6231 207

Multimetro Fluke

Amperímetros 0 – 2 A / 0 – 5 A / 0 – 1.5 A / 0 – 12 A

Reóstato 590 Ω -1.4 A, 246 Ω – 2.2 A

Reóstato de arranque

Resistencia de carga variable trifásico de 4.5Kw / 380 V / 6.8 A

Interruptores trifásicos 380 V / 16 A

Tacómetro digital

Una fuente de alimentación de corriente continua regulable de 0 V – 220

V / 20 A

Una fuente de alimentación de corriente continua de 110 V / 2 A

4. Procedimiento del ensayo

4.1. Motor tipo Shunt

Armar el circuito utilizando el modulo motor C.C. / Freno

electromagnético

La tensión de alimentación será 220 V C.C y se obtiene de la fuente

de corriente continua tensión variable del banco de pruebas

Para el arranque, se cierra el interruptor y se actúa sobre el reóstato

de arranque, cuyo contacto móvil deberá estar inicialmente en punto

de máxima resistencia, lo que ira eliminando la resistencia de

arranque

Es muy conveniente que el reóstato de excitación este en la

posición de media resistencia, con lo que se evitara al mismo

tiempo que el motor no se embale

Estando en funcionamiento el motor en las condiciones anteriores,

se maniobrara el reóstato de excitación para regular la corriente de

excitación(IF) hasta conseguir que el motor gire a la velocidad

deseada, lo que se comprobara mediante un tacómetro digital

Tabla 1. Datos del Ensayo del Motor tipo Shunt

4.2. Motor tipo serie

Puesta en funcionamiento de un motor tipo serie:

Armar el circuito utilizando c.c / generador síncrono trifásico A.C.

La tensión de alimentación será(220 V c.c.), y se obtendrá de la fuente de

corriente continua, tensión variable del banco de pruebas

Para el arranque, se cierra el interruptor y se actúa sobre el reóstato de

arranque, cuyo contacto móvil deberá estar inicialmente en punto de

máxima resistencia, lo que ira eliminando la resistencia de arranque

Tabla 2. Datos del Ensayo del Motor tipo Serie

% carga Va(V) Ia(A) If(A) Vs(V) Is(A) n(RPM) n(eficiencia) torque(N.m)

100 220 9 0.5 136 6 1114 0.39 6.99

88.9 220 8 0.5 177.9 3.5 1145 0.33 5.19

77.8 220 7 0.5 188 3 1163 0.34 4.63

66.7 220 6 0.5 196.3 2.1 1190 0.29 3.31

55.6 220 5 0.5 176 2.2 1208 0.32 3.06

44.4 220 4 0.5 217 1.3 1211 0.28 2.22

33.3 220 3 0.5 210.3 0.7 1246 0.19 1.13

22.2 220 2 0.5 214 0.18 1258 0.07 0.29

% carga Va(V) Ia(A) Vs(V) Is(A) n(RPM) eficiencia torque(N.m)100.0 220 9 114 6 990 0.35 6.6088.9 220 8 105.5 5.5 1144 0.33 4.8477.8 220 7 182 2.7 1276 0.32 3.6866.7 220 6 160.5 2.5 1497 0.30 2.5655.6 220 5 123 2 1753 0.22 1.3450.0 220 4.5 174.5 0.5 2053 0.09 0.41

% carga Va(V) Ia(A) If(A) Vs(V) Is(A) n(RPM) n(eficiencia) torque(N.m)

100 220 9 0.5 136 6 1114 0.39 6.99

88.9 220 8 0.5 177.9 3.5 1145 0.33 5.19

77.8 220 7 0.5 188 3 1163 0.34 4.63

66.7 220 6 0.5 196.3 2.1 1190 0.29 3.31

55.6 220 5 0.5 176 2.2 1208 0.32 3.06

44.4 220 4 0.5 217 1.3 1211 0.28 2.22

33.3 220 3 0.5 210.3 0.7 1246 0.19 1.13

22.2 220 2 0.5 214 0.18 1258 0.07 0.29

4.3. Motor tipo Compuesto

Puesta en funcionamiento de un motor tipo compuesto:

Armar el circuito utilizando el modulo c.c / generador de c.c

La tensión de alimentación será de (220 V c.c.), y se obtiene de la

fuente de corriente continua de tensión variable del banco de

pruebas

Para el arranque, se cierra el interruptor y se actúa sobre el reóstato

de arranque, cuyo contacto móvil deberá estar inicialmente en un

punto de medida de resistencia, lo que ira eliminando la resistencia

de arranque

Es muy conveniente que el reóstato de excitación este en al

posición de media resistencia, con lo que se evitara al mismo

tiempo que el motor no embale

Estando en funcionamiento el motor en las condiciones anteriores,

se maniobrara el reóstato de excitación para regular la corriente de

excitación(IF) hasta conseguir que el motor gire a la velocidad

deseada, lo que se comprobó con un tacómetro

Tabla 3.Datos del Ensayo del motor tipo Compuesto

% carga Va(V) Ia(A) If(A) Vs(V) Is(A) n(RPM) n(eficiencia) torque(N.m)

100.0 220 8.5 0.4 113.7 6 677.1 0.35 9.62

94.1 220 8 0.4 121.3 5.3 701.5 0.35 8.75

82.4 220 7 0.4 136 4.1 743.5 0.34 7.16

70.6 220 6 0.4 147.8 3.3 781.7 0.35 5.96

58.8 220 5 0.4 160 2.5 829.4 0.34 4.61

47.1 220 4 0.4 173.2 1.8 881.4 0.32 3.38

35.3 220 3 0.4 189.2 0.95 951.9 0.24 1.80

29.4 220 2.5 0.4 195.6 0.6 980.8 0.18 1.14

5. Gráficos

5.1. Ensayo de Motor tipo Shunt

5.2. Ensayo de Motor tipo Serie

5.3. Ensayo de Motor tipo Compuesto

6. Cuestionario

¿Cuál es la función de los colectores en los motores C.C?

La función del colector o conmutador consiste en transformar la corriente

alterna de la armadura en corriente continua. En otras palabras este

cumple la función de un rectificador de corriente.

¿De qué factores depende el torque de arranque de un motor C.C?

Depende del tipo de conexión que se realiza en el motor, pues puede ser

en serie, shunt y compuesto. En todos ellos se necesita una corriente de

excitación antes de arrancar el motor, luego se regula el reóstato de

arranque para que el motor arranque a una velocidad determinada. En el

caso especial del motor DC serie, es necesario además que se conecte

una carga, pues nunca debe ser arrancada sin carga. Caso contrario la

maquina se embalaría. En la conexión en serie, el torque es mayor

respecto al compuesto y el shunt. La conexión en shunt es la que tiene un

menor torque de arranque.

¿Cómo se puede regular la velocidad de los motores en paralelo?

La velocidad en estos motores puede ser variada de dos maneras:

En primer lugar, se puede controlar la velocidad mediante la variación de la

corriente de campo, esto último puede hacerse colocando una resistencia

en serie a la resistencia de campo, ya que de esta manera se lograría

disminuir la corriente de campo y por consiguiente el flujo de campo,

logrando finalmente la variación de velocidad.

En segundo lugar se puede colocar un reóstato en serie con la armadura,

de esta forma decrecerá el voltaje generado y por lo tanto se disminuirá la

velocidad.

¿De qué modo puede alimentarse un motor C.C a partir de una fuente

trifásica?

Posiblemente, la única forma de hacer esta operación seria colocar

rectificadores para que conviertan la corriente alterna a continua. De esta

manera por cada fase se deberá usar dos diodos, para que la corriente

continua se mantenga constante.

7. Observaciones

Debe tenerse cuidado al momento de realizar los ensayos en los motores

de corriente continua, debido a que puede ocurrir el embalamiento de algún

motor debido a una perdida de carga que por accidente pueda ocurrir en el

laboratorio.

8. Conclusiones

Es posible controlar la velocidad modificando parámetros de la maquina tal

como la resistencia de armadura o corriente de campo

El torque de un motor serie es mayor en comparación a los demás motores

de corriente continua

Según los gráficos realizados se comprobó la relación proporcional de la

corriente de armadura con el torque o carga

Existe una relación inversa entre la potencia de un motor serie y la

velocidad de giro, esto se comprobó según la grafica correspondiente

La totalidad de estos motores dependen de una corriente de excitación ya

que necesitan del flujo de campo para iniciar su arranque

Estos motores son ideales cuando se desee mantener una velocidad

constante a carga variable, o modificar la velocidad según se requiera

9. Bibliografía

Manual de laboratorio 2013-2

Maquinas eléctricas 5ta edición – Fraile Mora